[发明专利]集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统

权利要求书

1.一种集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，包括聚光及跟踪系统(1)、还原性碳物质密封储罐(2)、金属碳酸盐复合材料密封储罐装置(3)、煅烧炉(4)、产物合成气收集装置(5)、金属氧化物复合材料密封储罐装置(6)、二氧化碳密封储罐装置(7)和酸化炉(8)；

所述聚光及跟踪系统聚光太阳能直接照射到煅烧炉中的金属碳酸盐复合颗粒上，所述金属碳酸盐复合颗粒直接吸收太阳辐射能；

所述金属碳酸盐复合材料密封储罐装置分别与煅烧炉和酸化炉连接，用于提供金属碳酸盐复合颗粒到煅烧炉中，同时收集酸化炉中的反应产物；

所述还原性碳物质密封储罐和煅烧炉连接，用于提供还原性碳物质C_xH_yO_z气体到煅烧炉，其中x≥1，y≥1，z≥0；

所述煅烧炉用于为金属碳酸盐复合颗粒以及还原性碳物质进行化学反应提供场所和反应条件；

所述产物合成气收集装置和煅烧炉连接，用于收集煅烧炉中化学反应产生的产物气体；

所述金属氧化物复合材料密封储罐装置分别与煅烧炉和酸化炉连接，用于收集煅烧炉中化学反应后的固体产物，并将固体产物转移到酸化炉中；

所述二氧化碳密封储罐装置和酸化炉连接，用于向酸化炉中提供二氧化碳气体；

所述酸化炉用于为金属氧化物复合颗粒与CO₂接触反应提供场所和反应条件；

所述金属碳酸盐复合颗粒包括金属碳酸盐和催化剂，所述金属碳酸盐在煅烧炉中进行吸热分解反应生成金属氧化物和二氧化碳，所述二氧化碳和还原性碳物质发生氧化还原反应生成碳氢燃料一氧化碳和氢气，方程式如下：

MCO₃→MO+CO₂

C_xH_yO_z+CO₂→CO+H₂。

2.根据权利要求1所述的集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，所述聚光及跟踪系统为塔式系统、槽式系统、蝶式系统和菲涅尔式系统中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，所述金属碳酸盐为CaCO₃或者MgCO₃。

4.根据权利要求1所述的集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，所述催化剂为Cu、Fe、Ru、Rh、Ni、Co、Pt、Fe₃O₄、Co₃O中的一种或者几种，所述Cu、Fe、Ru、Rh、Ni、Co、Pt在煅烧炉和酸化炉中不发生化学反应。

5.根据权利要求4所述的集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，所述Fe₃O₄和Co₃O₄在煅烧炉中分别进行以下化学反应：

C_xH_yO_z+Fe₃O₄→Fe+CO+H₂

C_xH_yO_z+Co₃O₄→CoO+CO+H₂；

所述Fe₃O₄和Co₃O₄在酸化炉中分别进行以下化学反应：

3Fe+4CO₂→Fe₃O₄+4CO

3CoO+CO₂→Co₃O₄+CO。

6.根据权利要求1所述的集热化学储能与制备碳氢燃料的太阳能耦合利用系统，其特征在于，所述煅烧炉包括带有透明窗口的热化学反应器。