CN102527309B - 一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置及方法。现有装置条件难控制，方法合成步骤繁琐，条件苛刻，能耗大。本发明装置包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置。本发明方法在使用装置时，电源电压控制在0.1～100kV，缓冲球自动调节球状反应器内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；管状石英玻璃/陶瓷设在管状反应器正中间，管状反应器各个方向产生等量的自由基或氢原子。本发明将捕集到的温室气体二氧化碳通过电化学处理而转化为易贮存、易运输、清洁可再生绿色能源的成分，且方法简单，转化效果好，清洁无污染。
Description
技术领域
本发明属于绿色有机燃料合成技术领域，尤其涉及一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置及方法。
背景技术
当今全球气候系统的变暖已是无可置疑，IPCC报告认为，过去50年发生的气候变化90%以上是以化石燃料燃烧为主的人类活动造成的。整个国际社会并未在利用CO2为资源上有足够的技术贮备，人们担忧的是能源耗竭对人类造成的影响，世界各国正奋力加紧新技术的开发力度。捕捉、储存、转化和利用CO2的新技术，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。
目前由二氧化碳制有机燃料的方法有很多，如有利用二氧化碳与氢气按比例混合后，先转化为一氧化碳，再与氢气混合加压经加热、催化生成甲醇(CN 1157281)；有在常压、高空速的条件下使用催化剂催化其反应制甲烷(CN 1107078)有利用以离子液体为导电介质中的电化学反应装置使氢气还原二氧化碳还原生成甲醇等有机化合物(CN 101250711)，有在临界条件下利用紫外激光束分解二氧化碳(US 7807025)。上述方法在一定程度上提出了由二氧化碳制有机燃料的方法，但都存在一些缺陷和不足。化学合成法步骤繁琐，条件苛刻，能耗大。催化法工艺复杂，催化剂昂贵，且易中毒失去其活性。离子液体粘度大，传质慢，转化效率不理想，并且离子液体价格昂贵，很难实现大规模生产化。紫外光分解二氧化碳的过程中，临界条件比较难控制，比如需要较高压力（7.38Mpa）。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置，其中电源分别供电，管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；所述的管状反应装置包括第一管状石英玻璃/陶瓷、第一管状金属网放电正极、第一管状反应器、第一管状金属网接地极、高压脉冲电源、第一进气口、第一出气口、第一压力缓冲球；第一管状反应器内壁上设有第一管状金属网接地极，第一管状反应器内设有第一管状石英玻璃/陶瓷、第一管状金属网放电正极，第一管状石英玻璃/陶瓷设在第一管状反应器正中间，第一管状反应器各个方向产生等量的自由基或氢原子，第一管状石英玻璃/陶瓷内壁上设有第一管状金属网放电正极，第一管状反应器上设有第一出气口、第一出气口、第一压力缓冲球，高压脉冲电源的正极穿过第一管状反应器与第一管状金属网放电正极相连，高压脉冲电源的负极穿过第一管状反应器与第一管状金属网接地极相连。
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置，其中电源分别供电，管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；所述的管状反应装置包括高压脉冲电源、第二管状反应器、第二管状金属网接地极、第二进气口、第二出气口、 第二管状石英玻璃/陶瓷、第二管状金属网放电正极、第二压力缓冲球；第二管状反应器内设有第二管状石英玻璃/陶瓷、第二管状金属网放电正极、第二管状金属网接地极，第二管状石英玻璃/陶瓷设在第二管状反应器正中间，第二管状反应器各个方向产生等量的自由基或氢原子，第二管状石英玻璃/陶瓷内壁上设有第二管状金属网放电正极，第二管状石英玻璃/陶瓷外壁上设有第二管状金属网接地极，第二管状反应器上设有第二进气口、第二出气口、第二压力缓冲球，高压脉冲电源的正极穿过第二管状反应器与第二管状金属网放电正极相连，高压脉冲电源的负极穿过第二管状反应器与第二管状金属网接地极相连。
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：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进入第一管状反应器中，第一管状反应器各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第一管状金属网放电正极接高压脉冲电源的正极，第一管状金属网接地极接高压脉冲电源的负极；启动高压脉冲电源提供电源，将电源电压控制在0.1～100kV，第一压力缓冲球自动调节第一管状反应器内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；开始反应后，第一管状金属网放电正极放电激活第一管状反应器的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第一出气口抽取定量气体生成物用于检测，并从第一管状反应器取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口进入第二管状反应器中，第二管状反应器各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极接高压脉冲电源的正极，第二管状金属网接地极接高压脉冲电源的负极；启动高压脉冲电源提供电源，将电源电压控制在0.1～100kV，第二压力缓冲球自动调节第二管状反应器内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极放电激活第二管状反应器的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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0.1～3.0，H2O：CO2的体积比为0.1～3.0，所述的保护性气体为氢气、氦气、氖气、氮气、二氧化碳或氩气。
本发明的有益效果：
本发明利用介质挡板放电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。而等离子体反应器能耗低，能源利用率高，装置简易方便操作，绿色无污染。
附图说明
图1是一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置的结构示意图；
图2是一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置截面结构示意图；
图3是另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置的结构示意图；
图4是另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置截面结构示意图；
图中：第一管状石英玻璃/陶瓷1、 第一管状金属网放电正极2、第一管状反应器3、第一管状金属网接地极4、高压脉冲电源5、第一进气口6、第一出气口7、第一压力缓冲球8、第二管状反应器9、第二管状金属网接地极10、第二进气口11、第二出气口12、 第二管状石英玻璃/陶瓷13、第二管状金属网放电正极14、第二压力缓冲球15。
具体实施方式
如图1、2所示，一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置，其中电源分别供电，管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；所述的管状反应装置包括第一管状石英玻璃/陶瓷1、 第一管状金属网放电正极2、第一管状反应器3、第一管状金属网接地极4、高压脉冲电源5、第一进气口6、第一出气口7、第一压力缓冲球8；第一管状反应器3内壁上设有第一管状金属网接地极4，第一管状反应器3内设有第一管状石英玻璃/陶瓷1、第一管状金属网放电正极2，第一管状石英玻璃/陶瓷1设在第一管状反应器3正中间，第一管状反应器3各个方向产生等量的自由基或氢原子，第一管状石英玻璃/陶瓷1内壁上设有第一管状金属网放电正极2，第一管状反应器3上设有第一出气口6、第一出气口7、第一压力缓冲球8，高压脉冲电源5的正极穿过第一管状反应器3与第一管状金属网放电正极2相连，高压脉冲电源5的负极穿过第一管状反应器3与第一管状金属网接地极4相连。
如图3、4 所示，另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置，其中电源分别供电，管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；所述的管状反应装置包括高压脉冲电源5、第二管状反应器9、第二管状金属网接地极10、第二进气口11、第二出气口12、 第二管状石英玻璃/陶瓷13、第二管状金属网放电正极14、第二压力缓冲球15；第二管状反应器9内设有第二管状石英玻璃/陶瓷13、第二管状金属网放电正极14、第二管状金属网接地极10，第二管状石英玻璃/陶瓷13设在第二管状反应器9正中间，第二管状反应器9各个方向产生等量的自由基或氢原子，第二管状石英玻璃/陶瓷13内壁上设有第二管状金属网放电正极14，第二管状石英玻璃/陶瓷13外壁上设有第二管状金属网接地极10，第二管状反应器9上设有第二进气口11、第二出气口12、第二压力缓冲球15，高压脉冲电源5的正极穿过第二管状反应器9与第二管状金属网放电正极14相连，高压脉冲电源5的负极穿过第二管状反应器9与第二管状金属网接地极10相连。
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：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6进入第一管状反应器3中，第一管状反应器3各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第一管状金属网放电正极2接高压脉冲电源5的正极，第一管状金属网接地极4接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在0.1～100kV，第一压力缓冲球8自动调节第一管状反应器3内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；开始反应后，第一管状金属网放电正极2放电激活第一管状反应器3的原子源或自由基源物质分子，原子源或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7抽取定量气体生成物用于检测，并从第一管状反应器3取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口11进入第二管状反应器9中，第二管状反应器9各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极14接高压脉冲电源5的正极，第二管状金属网接地极10接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在0.1～100kV，第二压力缓冲球15自动调节第二管状反应器9内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极2放电激活第二管状反应器9的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口12抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器9取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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0.1～3.0，H2O：CO2的体积比为0.1～3.0，所述的保护性气体为氢气、氦气、氖气、氮气、二氧化碳或氩气。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：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6进入第一管状反应器3中，第一管状反应器3各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第一管状金属网放电正极2接高压脉冲电源5的正极，第一管状金属网接地极4接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在0.1kV，第一压力缓冲球8自动调节第一管状反应器3内的压力至3Mpa，温度控制在0℃；开始反应后，第一管状金属网放电正极2放电激活第一管状反应器3的原子源或自由基源物质分子，原子源或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7抽取定量气体生成物用于检测，并从第一管状反应器3取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
实施例2
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：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6进入第一管状反应器3中，第一管状反应器3各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第一管状金属网放电正极2接高压脉冲电源5的正极，第一管状金属网接地极4接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在100kV，第一压力缓冲球8自动调节第一管状反应器3内的压力至0.1Mpa，温度控制在40℃；开始反应后，第一管状金属网放电正极2放电激活第一管状反应器3的原子源或自由基源物质分子，原子源或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7抽取定量气体生成物用于检测，并从第一管状反应器3取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
实施例3
一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：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6进入第一管状反应器3中，第一管状反应器3各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第一管状金属网放电正极2接高压脉冲电源5的正极，第一管状金属网接地极4接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在45kV，第一压力缓冲球8自动调节第一管状反应器3内的压力至2Mpa，温度控制在25℃；开始反应后，第一管状金属网放电正极2放电激活第一管状反应器3的原子源或自由基源物质分子，原子源或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7抽取定量气体生成物用于检测，并从第一管状反应器3取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
实施例4
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口11进入第二管状反应器9中，第二管状反应器9各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极14接高压脉冲电源5的正极，第二管状金属网接地极10接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在0.1kV，第二压力缓冲球15自动调节第二管状反应器9内的压力至3Mpa，温度控制在0℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极2放电激活第二管状反应器9的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口12抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器9取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
实施例5
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口11进入第二管状反应器9中，第二管状反应器9各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极14接高压脉冲电源5的正极，第二管状金属网接地极10接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在100kV，第二压力缓冲球15自动调节第二管状反应器9内的压力至0.1Mpa，温度控制在40℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极2放电激活第二管状反应器9的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口12抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器9取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
实施例6
另一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法是：原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口11进入第二管状反应器9中，第二管状反应器9各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极14接高压脉冲电源5的正极，第二管状金属网接地极10接高压脉冲电源5的负极；启动高压脉冲电源5提供电源，将电源电压控制在54kV，第二压力缓冲球15自动调节第二管状反应器9内的压力至2Mpa，温度控制在25℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极2放电激活第二管状反应器9的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口12抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器9取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
上述几个实施例中：
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0.1～3.0，H2O：CO2的体积比为0.1～3.0，所述的保护性气体为氢气、氦气、氖气、氮气、二氧化碳或氩气。
实施例以氢气和二氧化碳为反应物进行实验，并在反应产物气态中的物质进行了检测鉴定，实验条件及实验结果如下：在平均电压为100kV的高压脉冲电源下，初始气体成分只含有二氧化碳和氢气，初始气体从进气口进到介质挡板放电等离子体反应器进行还原反应后（与等离子体的氧化反应本质不同），持续通电反应10h，出气口抽取的气体成分检测结果显示有甲醇生成。
实施例以氢气、氮气和二氧化碳为反应物进行实验，并在反应产物气态中的物质进行了检测鉴定，实验条件及实验结果如下：在平均电压为100kV的高压脉冲电源下，初始气体成分含有氢气、氮气和二氧化碳，初始气体从进气口进到介质挡板放电等离子体反应器进行还原反应后（与等离子体的氧化反应本质不同），持续通电反应10h，出气口抽取的气体成分检测结果显示有氨基酸生成。
实施例以氢气、水蒸气、氮气和二氧化碳为反应物进行实验，并在反应产物气态中的物质进行了检测鉴定，实验条件及实验结果如下：在平均电压为100kV的高压脉冲电源下，初始气体成分含有氢气、水蒸气、氮气和二氧化碳，初始气体从进气口进到介质挡板放电等离子体反应器进行还原反应后（与等离子体的氧化反应本质不同），持续通电反应10h，出气口抽取的气体成分检测结果显示有碳酸甲酯生成。
Claims (3)
1.一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的装置，其特征在于包括一个或多个管状反应装置，多个管状反应装置串联组成放大水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料装置，其中电源分别供电，管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；所述的管状反应装置包括高压脉冲电源（5）、第二管状反应器（9）、第二管状金属网接地极（10）、第二进气口（11）、第二出气口（12）、第二管状石英玻璃/陶瓷（13）、第二管状金属网放电正极（14）、第二压力缓冲球（15）；第二管状反应器（9）内设有第二管状石英玻璃/陶瓷（13）、第二管状金属网放电正极（14）、第二管状金属网接地极（10），第二管状石英玻璃/陶瓷（13）设在第二管状反应器（9）正中间，第二管状反应器（9）各个方向产生等量的自由基或氢原子，第二管状石英玻璃/陶瓷（13）内壁上设有第二管状金属网放电正极（14），第二管状石英玻璃/陶瓷（13）外壁上设有第二管状金属网接地极（10），第二管状反应器（9）上设有第二进气口（11）、第二出气口（12）、第二压力缓冲球（15），高压脉冲电源（5）的正极穿过第二管状反应器（9）与第二管状金属网放电正极（14）相连，高压脉冲电源（5）的负极穿过第二管状反应器（9）与第二管状金属网接地极（10）相连。
2.一种使用如权利要求1所述装置的水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法，其特征在于原子源或自由基源气体和反应气体按照体积比从第二进气口（11）进入第二管状反应器（9）中，第二管状反应器（9）各个方向产生等量的自由基或氢原子，管状同轴中心通入原子源或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，第二管状金属网放电正极（14）接高压脉冲电源（5）的正极，第二管状金属网接地极（10）接高压脉冲电源（5）的负极；启动高压脉冲电源（5）提供电源，将电源电压控制在0.1～100kV，第二压力缓冲球（15）自动调节第二管状反应器（9）内的压力至0.1Mpa～3Mpa，温度控制在0℃～40℃；开始反应后，第二管状金属网放电正极（2）放电激活第二管状反应器（9）的原子源或自由基源物质分子，原子源或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，从第二出气口（12）抽取定量气体生成物用于检测，并从第二管状反应器（9）取定量液态生成物用于检测制得有机燃料成分；通过现有技术检测气体生成物和液体生成物，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。
3.根据权利要求2所述的一种水汽放电裂解产氢还原二氧化碳制燃料的方法，其特征在于：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0.1～3.0，H2O：CO2的体积比为0.1～3.0；并且添加保护性气体为氦气、氖气或氩气。
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