专利名称：一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于绿色有机燃料合成技术领域，尤其是一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置。
背景技术：
随着化石燃料燃烧为主能源耗竭，建立新一代能源体系正引起了科学界的关注。甲烷、甲醇、甲酸、多糖类或氨基酸作为新的能源储存形式，它们具有很大的优势，如甲醇是最简单的液态氧化碳氢化合物，物化性质稳定。比氢气，水煤气，天然气等储存，运输起来更方便，更安全。作为有机燃料，甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、单糖、多糖类、氨基酸、甲酸甲酯、碳酸甲酯更清洁，更环保。风能，太阳能，潮汐能等新能源体系通常是一些不稳定的供能体系，需要与之匹配 的一些储能技术。化学燃料形式的储能可以长时期保存，与蓄电池相比，它可以非常容易实现远距离转运和保存，且与现有用能设备兼容。二氧化碳被认为是一种温室气体，目前正引起人们的注意，实行“碳减排”。利用二氧化碳与氢的还原反应合成有机燃料，正符合上述的环保目的。尽管二氧化碳制有机燃料的方法也有一些，但传统方法和技术中都存在严重缺陷和不足，如化学合成法步骤繁琐，条件苛刻，耗能大。催化法工艺复杂、催化剂昂贵，易中毒。离子液体粘度大、传质慢、转化效率低，很难实现规模化生产。光分解二氧化碳的过程，临界条件难控制。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置包括一个或多个球状反应装置，多个球状反应装置串联组成放大氢原子发生器装置，其中电源分别供电，球状反应装置的进气管路为氢气、二氧化碳和水蒸气的进气管；所述的球状反应装置包括高压直流电源、第一进气口、第一出气口、第一密闭箱、球状正极电晕极、球状金属网接地极、球状反应器、第一中空金属喷嘴、绝缘支撑棒、第一压力缓冲球；第一密闭箱内设有第一进气口、第一出气口、球状正极电晕极、球状金属网接地极、球状反应器、第一中空金属喷嘴、绝缘支撑棒、第一压力缓冲球，球状反应器内壁上设有球状金属网接地极，球状反应器内设有球状正极电晕极，球状正极电晕极外壁上设有第一中空金属喷嘴，绝缘支撑棒穿过球状反应器、球状金属网接地极与球状正极电晕极相连，绝缘支撑棒上设有第一进气口，球状反应器上设有第一出气口、第一压力缓冲球，高压直流电源的正极穿过绝缘支撑棒与球状正极电晕极相连，高压直流电源的负极穿过第一出气口与球状金属网接地极相连。所述的第一中空金属喷嘴在球状正极电晕极的表面呈等角度、等间距均布。本实用新型的有益效果本实用新型利用氢原子发生器使氢气产生的强还原性氢原子自由基，在常压常温下，将CO2分子中高价态的C还原为低价态的有机分子。从而使CO2以甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、单糖、多糖类、氨基酸、甲酸甲酯、碳酸甲酯的形式合成有机燃料，能克服上述各方法的不足，电能可以是来自一些非稳定的新能源，如风能、太阳能、潮汐能等。而等离子体氛围的氢原子发生器能耗低，能源利用率高，装置简单、操作方便，绿色无污染。
图I是一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置的结构示意图。图中高压直流电源I、第一进气口 2、第一出气口 3、第一密闭箱4、球状正极电晕极5、球状金属网接地极6、球状反应器7、第一中空金属喷嘴8、绝缘支撑棒9、第一压力缓冲球10。
具体实施方式
如图I所示，一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置包括一个或多个球状反应装置，多个球状反应装置串联组成放大氢原子发生器装置，其中电源分别供电，球状反应装置的进气管路为氢气、二氧化碳和水蒸气的进气管；所述的球状反应装置包括高压直流电源I、第一进气口 2、第一出气口 3、第一密闭箱4、球状正极电晕极5、球状金属网接地极6、球状反应器7、第一中空金属喷嘴8、绝缘支撑棒9、第一压力缓冲球10 ;第一密闭箱4内设有第一进气口 2、第一出气口 3、球状正极电晕极5、球状金属网接地极6、球状反应器
7、第一中空金属喷嘴8、绝缘支撑棒9、第一压力缓冲球10，球状反应器7内壁上设有球状金属网接地极6，球状反应器7内设有球状正极电晕极5，球状正极电晕极5外壁上设有第一中空金属喷嘴8，绝缘支撑棒9穿过球状反应器7、球状金属网接地极6与球状正极电晕极5相连，绝缘支撑棒9上设有第一进气口 2，球状反应器7上设有第一出气口 3、第一压力缓冲球10，高压直流电源的正极穿过绝缘支撑棒9与球状正极电晕极5相连，高压直流电源的负极穿过第一出气口 3与球状金属网接地极6相连。所述的第一中空金属喷嘴8在球状正极电晕极5的表面呈等角度、等间距均布。一种使用氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置的方法是原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第一进气口 3进入球状反应器7中，球状反应器7各个方向产生等量的自由基或氢原子球状正极电晕极5接高压直流电源的正极，球状正极电晕极5同轴中心通入自由基源气体并在电极轴中心向外辐射能增加氢原子的产率，球状金属网接地极6接高压直流电源的负极；启动高压直流电源提供电源，将电源电压控制在0. I IOOkV,第一压力缓冲球10自动调节球状反应器7内的压力至0. IMpa 3Mpa，温度控制在(TC 40°C;开始反应后，球状正极电晕极5放电激活球状反应器7的自由基源物质分子，自由基源物质分子产生的氢原子与二氧化碳反应；反应T分钟，其中T>0，从第一出气口 3抽取定量气体生成物用于检测，并从球状反应器7取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分，测得生成物中含有甲烷、甲醇、甲酸、甲醛、单糖、多糖类、氨基酸、甲酸甲酯和碳酸甲酯中的一种或多种生成物的混合物。所述的原子源或自由基源气体为氢气、水蒸气或氢气加水蒸气；所述的反应气体为二氧化碳、氮气或二氧化碳加氮气；其中，H2 =CO2的体积比为0. I 3. 0，H2O =CO2的体积比为0. I 3. 0，所述的保护性气体为氢气、氦气、氖气、氮气、二氧化碳或氩气。
权利要求1.ー种氢原子发生器还原ニ氧化碳制有机燃料的装置，其特征在于包括ー个或多个球状反应装置，多个球状反应装置串联组成放大氢原子发生器装置，其中电源分别供电，球状反应装置的进气管路为氢气、ニ氧化碳和水蒸气的进气管；所述的球状反应装置包括高压直流电源(I)、第一进气ロ(2)、第一出气ロ(3)、第一密闭箱(4)、球状正极电晕极(5)、球状金属网接地极(6)、球状反应器(7)、第一中空金属喷嘴(8)、绝缘支撑棒(9)、第一压カ缓冲球(10);第一密闭箱(4)内设有第一进气ロ(2)、第一出气ロ(3)、球状正极电晕极(5)、球状金属网接地极(6)、球状反应器(7)、第一中空金属喷嘴(8)、绝缘支撑棒(9)、第一压カ缓冲球(10)，球状反应器(7)内壁上设有球状金属网接地极(6)，球状反应器(7)内设有球状正极电晕极(5 )，球状正极电晕极(5 )外壁上设有第一中空金属喷嘴(8 )，绝缘支撑棒(9 )穿过球状反应器(7)、球状金属网接地极(6)与球状正极电晕极(5)相连，绝缘支撑棒(9)上设有第一进气ロ( 2 )，球状反应器(7 )上设有第一出气ロ( 3 )、第一压カ缓冲球(10 )，高压直流电源(I)的正极穿过绝缘支撑棒(9)与球状正极电晕极(5)相连，高压直流电源(I)的负极穿过第一出气ロ(3)与球状金属网接地极(6)相连。
2.根据权利要求I所述的ー种氢原子发生器还原ニ氧化碳制有机燃料的装置，其特征在于所述的第一中空金属喷嘴(8)在球状正极电晕极(5)的表面呈等角度、等间距均布。
专利摘要本实用新型公开了一种氢原子发生器还原二氧化碳制有机燃料的装置。现有装置条件难控制，能耗大。本实用新型包括一个或多个球状反应装置，多个球状反应装置串联组成放大氢原子发生器装置，其中电源分别供电，球状反应装置的进气管路为氢气、二氧化碳和水蒸气的进气管。球状反应装置包括高压直流电源、第一进气口、第一出气口、第一密闭箱、球状正极电晕极、球状金属网接地极、球状反应器、第一中空金属喷嘴、绝缘支撑棒、第一压力缓冲球，第一中空金属喷嘴在球状正极电晕极的表面呈等角度、等间距均布。本实用新型将捕集到的温室气体二氧化碳通过电化学处理转化为易贮存、运输、清洁可再生绿色能源的成分，方法简单，转化效果好，清洁无污染。
文档编号B01J19/08GK202570148SQ20122002429
公开日2012年12月5日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者吴祖成, 邹芳, 廖文, 李兴发, 许伟 申请人:浙江大学