[发明专利]一种基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统

权利要求书

1.一种基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，包括气体净化鼓入装置(1)、水蒸气发生装置(2)、第一反应管(3)和第二反应管(4)，其中：

所述气体净化鼓入装置(1)用于对燃烧尾气进行净化，并将净化后的气体送入第一反应管(3)或第二反应管(4)中，所述水蒸气发生装置(2)与换热器(10)相连，其利用换热器(10)将低温水蒸气加热成高温水蒸气并送入第一反应管(3)或第二反应管(4)中；

所述第一反应管(3)和第二反应管(4)交替循环发生制氧反应和再生反应，当第一反应管(3)进行制氧反应时，第二反应管(4)发生再生反应，此时经气体净化鼓入装置(1)净化后的气体送入第一反应管(3)，并在第一反应管(3)中与钙钛矿型氧化物发生反应生成O2，同时经换热器(10)加热的水蒸气送入第二反应管(4)中，并在第二反应管(4)中发生反应将钙钛矿型氧化物还原，并生成CO2和H2气体，所述CO2和H2气体通过尾气储罐(11)予以收集；当第一反应管(3)发生再生反应时，第二反应管(4)进行制氧反应，此时经气体净化鼓入装置(1)净化后的气体送入第二反应管(4)，并在第二反应管(4)中发生反应生成O2，同时经换热器(10)加热的水蒸气送入第一反应管(3)中，并在第一反应管(3)中发生反应将钙钛矿型氧化物还原，并生成CO2和H2气体，所述CO2和H2气体通过尾气储罐(11)予以收集。

2.如权利要求1所述的基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，所述气体净化鼓入装置(1)利用稀土氧化物和碱金属氧化物对燃烧尾气进行净化，当燃烧尾气通过气体净化鼓入装置时，碱金属氧化物吸附尾气中的有害气体，而稀土氧化物则增强尾气中CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性，以使CO氧化成为无毒的CO2气体，碳氢化合物氧化成H2O和CO2，NOx还原成N2和O2，进而产生无有毒气体，且CO2含量高的气体作为制氧反应的原料气。

3.如权利要求1或2所述的基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，所述换热器(10)利用制氧反应后的富氧气体作为热交换源，将150℃-250℃低温水蒸气加热至600℃-800℃的高温水蒸气，而经过热交换后的富氧气体送入乘员环境，供乘员使用。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，所述钙钛矿型氧化物负载于多孔蜂窝陶瓷载体上，其优选为Ba-Co基钙钛矿型氧化物，

5.如权利要求4所述的基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，所述Ba-Co基钙钛矿型氧化物采用如下方式制备：首先，按Ba、Co金属离子摩尔比为1:1的比例配置硝酸盐溶液，然后向硝酸盐溶液中添加柠檬酸，以获得具有BaCoO3组分的混合溶液，并添加氨水使混合溶液的pH值呈碱性；其次，将混合溶液加热至65℃～85℃的温度下，并充分搅拌，直至形成溶胶状产物；再次，将多孔蜂窝陶瓷载体浸入胶状产物中，然后取出，并在105℃～130℃下烘干陈化；最后，分别在400℃和850℃下进行高温煅烧，获得负载于多孔蜂窝陶瓷载体上的Ba-Co基钙钛矿型氧化物。

6.如权利要求1-5任一项所述的基于钙钛矿型氧化物的化学链循环制氧系统，其特征在于，所述第一反应管(3)和第二反应管(4)设置在温控系统(9)中，该温控系统(9)将第一反应管(3)和第二反应管(4)的温度维持在700℃～850℃。