CN111908992A - 一种太阳能驱动二氧化碳制甲烷的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能驱动二氧化碳制甲烷的装置与方法，该装置可以与太阳能热力发电系统耦合使用。本发明装置包括定日镜群、高温集热器、温度控制单元、阵列式绝热加氢塔、变压吸附塔、制冷压缩器、液化塔和启动/备用锅炉。阵列式绝热加氢塔包括加熔盐腔、加氢反应器列管、折流板、列管分布板、浮头、集灰斗、气体循环泵；温度控制单元包括熔盐泵、电磁比例阀、高温储热塔、低温储热塔。本发明的装置与方法可以通过高温集热器将太阳辐射能转换为热能，驱动二氧化碳加氢制备甲烷，在实现CO2资源化循环利用的同时，把太阳能转化为高品位LNG，并且能够通过现有油气分布系统输运到利用终端，为太阳能的高效、经济利用提供了一种有效途径。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用和温室气体控制技术领域，具体涉及一种利用太阳能-二氧化碳制备甲烷的装置与方法。
背景技术
太阳能储量巨大、分布广泛、清洁低污染，在未来能源结构中占据非常重要的地位。中国陆地每年接收的太阳辐射能总量达到2.4×104亿吨标煤。但是，太阳能具有典型的间歇性、周期性、密度低等特征，因此高效、经济的太阳能利用途径成为关键。太阳能光热转化是目前实现规模应用的主要太阳能利用方式，比如通过槽式、蝶式、塔式等高温集热器，将太阳能转化为品位较高的热能，再进一步通过换热器经循环做功介质转化为品位更高的电能，即太阳能热力发电。由于转化环节多，导致能量损失高，太阳能热力发电效率较低，而且发出的电难以输出到消费终端。通过化学反应，将富集的太阳能转化为燃料的化学能，不仅可有效解决上述太阳能利用过程中存在的问题，而且得到的燃料或者产品方便输运到利用终端。
化石燃料的开采和使用导致大量的二氧化碳滞留在大气环境中，打破地球自身的碳循环平衡，促进了温室效应的产生。如何降低二氧化碳排放并减少化石燃料的进一步开采对于实现全球温室气体净零排放至关重要重要。碳捕获、利用与封存(CCUS)是应对全球气候变化的关键技术之一。燃煤电厂、天然气热电厂、水泥窑炉、焦炉与高炉、造纸厂、化石燃料重整塔等排放的二氧化碳经捕集、提纯后，可进行地下封存；或者作为生产原料转化为产品或者燃料。后者可真正实现碳在人类社会生态中的循环使用，有潜力避免人类活动导致碳排放的进一步增加。但是，目前二氧化碳转化利用所需的能量大多依旧来自化石燃料，其本质上并没有实现净零碳排放。利用太阳能作为二氧化碳转化利用的驱动能量则能实现真正意义上的碳封闭循环，甚至碳净负排放。利用太阳辐射提供的能量，通过二氧化碳加氢制备甲烷，可以减少自然赋存天然气的开采，同时实现碳循环利用。同时，以甲烷这一高品质能量载体将密度低、间隙性、周期性的低品质太阳能输送至利用终端。二氧化碳甲烷化所需的氢气可来至于太阳能热力发电厂的电解水装置，而且焦炉煤气、高炉煤气、氨厂驰放气等副产氢亦可作为氢源。因此，以太阳能为能量驱动，通过二氧化碳加氢制备甲烷或者液化天然气，可以实现太阳能的高效转化、储存和输送，为解决太阳能高效、经济利用，同时减少温室气体排放提供了有效策略。
发明内容
本发明的目的是提供一种耦合利用太阳能驱动与CO2加氢制备甲烷的装置，能够实现太阳能向高品位能量的转化利用。
本发明的另一目的是提供一种太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷减少CO2排放，实现其循环利用方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，包括定日镜群、高温集热器、喷熔盐泵、高温储热塔、低温储热塔、电磁比例阀、阵列式绝热加氢塔、冷凝器、气水分离器、变压水汽转化器、变压吸附塔、液化塔和启动/备用锅炉；
所述的熔盐泵、高温储热塔、低温储热塔、电磁比例阀、流量计、旁通阀、温度测量变送器等组成了阵列式绝热加氢塔的温度控制单元；
所述的阵列式绝热加氢塔包括加氢反应器列管、熔盐腔、浮头、上端盖和集灰斗；所述的加氢反应器列管与阵列式绝热加氢塔同轴设置，以圆周形式多层布置，两端分别通过焊接方式与列管分布板固定连接；加氢反应器列管两端均设置了整流层，中间加载有催化剂床层。靠近热熔盐入口端的列管分布板采用法兰连接方式与熔盐腔壳体固定连接，而靠近热熔盐出口端的列管分布板则采用通过法兰与浮头连接。浮头与阵列式绝热加氢塔上端盖中间设置有波纹管以抵消加氢反应器列管受热或冷却是产生的膨胀和收缩应力。波纹管与浮头、阵列式绝热加氢塔上端盖设置的产物气通道分别采用法兰方式连接。熔盐腔内部设置有折流板；下部有集灰斗，和不锈钢网堵塞。原料气入口和循环气入口分别设置在阵列式绝热加氢塔下部的不同侧。
所述高温集热器接收经定日镜群聚焦后的太阳光，加热由熔盐循环泵驱动、来自于低温储热塔的低温载热工质(如低温热熔盐)；再在循环泵的作用下进入高温储热塔。根据加氢反应塔设定的工艺温度和流量，结合温度测量变送器检测到的加氢反应器列管催化剂床层温度、熔盐入口温度和流速、熔盐出口温度，通过调节电磁比例阀开度，分别调整高温熔盐和低温熔盐的流量，来控制进入到熔盐腔的热熔盐温度和流量，以实现对加氢反应温度的实时、准确控制。从阵列式绝热加氢塔出来的热熔盐和高温储热塔进入到热力发电系统的热熔盐汇合，进入太阳能热力发电系统的蒸汽发生系统；换热之后的低温热熔盐循环进入低温储热塔，再经熔盐泵送至高温集热器进行再次加热循环。在所述阵列式绝热加氢塔中，热熔盐在熔盐腔内、经折流板引导，充分加热加氢反应器列管至反应工艺温度。
所述加氢反应器列管中，CO2与H2的混合气从加氢反应塔入口、经集灰斗，通过整流层，进入到催化剂床层；产物气由整流层出，经浮头、波纹管和阵列式绝热加氢塔端盖和下游管道进入到冷凝器中，在汽水分离器中脱除水分；然后经压缩，在变压吸附塔中将产物气中未反应完全的H2、CO2与CH4分离。得到的CH4经过压缩，再在液化塔中液化得到所需的液化天然气。变压吸附塔的残余解吸气，作为原料气由气体循环泵补充送入到阵列式绝热加氢塔中。
进一步的，阵列式绝热加氢塔的温度控制方法和步骤如下：
a.通过温度测量变送器分别测量加氢反应器列管催化剂床层、熔盐腔内、热熔盐入口、热熔盐出口温度；信号传递至温度控制器；
b.通过流量检测器测量原料气的流速；信号传递至温度控制器；
c.电磁比例阀接温度控制器发出信号，分别调节高温热熔盐和低温热熔盐的流量。
d.当加氢反应器列管内部温度稳定在工艺设定温度给定误差范围内时，或者在阵列式绝热加氢塔停车时，旁通阀开启。同时，旁通回路上的电磁比例阀控制旁通回路的熔盐流量。
进一步的，所述熔盐腔内设有多个左右交错布置的折流板，所述折流板结构形状优先圆形和环形间隔组合。
进一步的，所述加氢反应器列管上下端分别布置了惰性整流层，其材料为Al2O3，SiC，SiO2等小球或者颗粒；中间加催化剂床层，催化剂优先采用Ni/TiO2、Ni/Al2O3、Ni/CeO2、Ni/SiC、Ni/MgO、Ni/ZrO2、Ni/SBA-15、Ni/MCM-41、Ni/ZSM-5等；催化剂床层位于热熔盐出口法兰和热熔盐入口法兰中心线之间。
进一步的，位于上端的所述列管分布板与浮头连接；浮头与阵列式绝热加氢塔上端盖中间设置有波纹管，以抵消管式加氢反应器加热、膨胀时的位移。
优先的，高温集热器可以采用槽式、塔式或者碟式；熔融盐采用二元或者三元硝酸熔盐，包括不同比例混合的KNO3，NaNO3，Ca(NO3)2混合熔盐等。
优先的，CO2加氢反应的氢源来至于电解水所制得氢气；气水分离器分离得到的水循环进入电解水制氢系统；电解水制氢系统的电能来至于太阳能热力发电系统。
本发明还提供基于上述装置进行太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷的方法，其步骤如下：
a.太阳能通过定日镜群，聚焦到高温集热器；加热在熔盐循环泵驱动下，从低温储热塔出来的低温热熔盐；被加热后的高温热熔盐被循环泵送入高温储热塔；
b.高温储热塔中的部分热熔盐A进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；还有一部分热熔盐进入到阵列式绝热加氢塔的热力控制系统中；
c.阵列式绝热加氢塔开车时，启动启动/备用锅炉，通过燃烧CH4等燃料，将高温烟气导入熔盐腔先预热加氢反应器列管；在清洗加氢反应器列管也采用同样方法，此操作条件下打开下端列管分布板上的熔盐泄出阀；
d.从高温储热塔出来的高温热熔盐，和从低温储热塔出来的低温热熔盐，分别在电磁比例阀的调节作用下，按照温度控制器给出的控制信号，以一定比例汇合；使加热熔盐以设定温度和流量进入到阵列式绝热加氢塔中的熔盐腔，调节加氢反应器至工艺设定的反应温度；换热之后的热熔盐从热熔盐出口流出，与热熔盐汇合进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；
e.CO2与H2预混合的原料气由原料气入口进入阵列式绝热加氢塔，经列管分布板进入加氢反应器列管，反应后由波纹管进入产物气出口管道；
f.产物气经过冷凝器、气液分离器脱水，在经过二级压缩，进入变压吸附塔；分离得到的CH4被压缩，在液化塔内液化，得到LNG。变压吸附塔解吸气主要包含未反应的CO2和H2，经过气体循环泵再次补充入阵列式绝热加氢塔。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明可以实现太阳能向LNG的转化和存储、运输，同时循环利用CO2。。化石燃料燃烧产生的CO2经过提纯、捕集、运输，与电解水制得H2混合后，进入到本发明所述太阳能驱动的阵列式绝热加氢塔；产物气经过冷凝、气水分离，要锁后经过变压吸附分离得到CH4；在经过压缩、液化即可得到LNG，方便存储和输运至使用终端。阵列式绝热加氢塔运行所需的热量由通过热熔盐存储的太阳能提供，且发明所述温度控制系统能够实时、精确的控制加氢反应的温度，避免热点的出现导致催化剂烧结，或者温度窗口偏移导致CH4选择性下降。整个系统实现了太阳能的高效转化和利用，得到的产品便于分布输运。
本方法可以使用常规的商业镍基加氢催化剂，节约生产成本。设计的阵列式绝热加氢塔方便加工、装配和检修。本方法系统集成、能耗低、效率高，在实现太阳能向甲烷的提质转化时又有利于CO2的循环利用。与现有的CO2转化利用方法相比，本发明技术安全性高、系统集成、能耗低、碳排放为负。
附图说明
图1是本发明的太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷的装置示意图；
图2是本发明的阵列式绝热加氢塔结构示意图；
图3是本发明的加氢反应器列管的横向剖视图；
图4是本发明的单根加氢反应器剖面图。
图中，1-定日镜群，2-高温集热器，3-熔盐泵、4-高温储热塔，5-低温储热塔，6-电磁比例阀，7-流量计，8-旁通阀，9-温度测量变送器，10-阵列式绝热加氢塔，1001不锈钢网堵塞，1002集灰斗，1003熔盐泄出阀1004原料气入口，1005再循环接口，1006烟气入口，1007热熔盐入口，1008列管分布板，1009加氢反应器列管，1010熔盐腔，10011折流板，1012热熔盐出口，1013浮头，1014阵列式绝热加氢塔端盖，1015波纹接管，1016产物气出口，11-压力测量变送器，12-冷凝器，13-水气分离器，14-两级压缩器，15-变压吸附塔，16-气体循环泵，17-压缩器，18-液化塔，19-启动/备用锅炉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，，包括定日镜群1、高温集热器2、熔盐循环泵3高温储热塔4、低温储热塔5、电磁比例阀6、流量计7、旁通阀8、温度测量变送器9、阵列式绝热加氢塔10、变压吸附塔15、液化塔1)和启动/备用锅炉19；
如图1所示，熔盐泵3、高温储热塔4、低温储热塔5、电磁比例阀6、流量计7、旁通阀8、温度测量变送器9等组成了阵列式绝热加氢塔10的温度控制单元；采用的高温熔融盐二元或者三元硝酸熔盐，包括不同比例混合的KNO3，NaNO3，Ca(NO3)2混合熔盐等。
如图1所示，所述阵列式绝热加氢塔10的温度控制方法和步骤如下：
a.通过温度测量变送器9分别测量加氢反应器列管1009催化剂床层、熔盐腔1010内、热熔盐入口1007、热熔盐出口1012温度；信号传递至温度控制器；
b.通过流量检测器7测量原料气的流速；信号传递至温度控制器；
c.电磁比例阀8接收温度控制器发出信号，分别调节高温热熔盐和低温热熔盐的流量。
d.当加氢反应器列管1009内部温度稳定在工艺设定温度给定误差范围内时，或者在阵列式绝热加氢塔停车时，旁通阀8开启。同时，旁通回路上的电磁比例阀控制旁通回路的熔盐流量。
如图1和图2所示，阵列式绝热加氢塔主要部件包括：加氢反应器列管1009、熔盐腔1010、熔盐泄出阀1003、折流板1011、列管分布板1008、浮头1013、波纹管1015、集灰斗1002、阵列式绝热加氢塔上端盖1014。所述的加氢反应器列管1009与阵列式绝热加氢塔10同轴设置，两端分别按通过焊接方式与列管分布板连接；加氢反应器列管1009两端设置了整流层，中间加载有催化剂床层，如图4所示；靠近热熔盐入口1007端的列管分布板采用法兰连接方式与熔盐腔1010壳体固定连接，而靠近热熔盐出口1012端的列管分布板则采用通过法兰与浮头1013连接。浮头1013与阵列式绝热加氢塔上端盖1014联通作为反应产物气的出口通道，中间设置有波纹管1015以抵消加氢反应器列管1009受热或冷却是产生的膨胀和收缩应力。熔盐腔101)内部设置有折流板1011；下部设置有集灰斗1002，和不锈钢网堵塞1001。原料气入口1004和循环气入口1005分别设置在阵列式绝热加氢塔10下部的不同侧。
如图2所示，所述熔盐腔1010内设有多个左右交错布置的折流板1011，形状为为圆形和环形的间隔组合。
如图2、3所示，加氢反应器列管按多层(本示例中为3层)，周向等角度布置。加氢氢反应器列管中整流层，其材料为Al2O3，SiC，SiO2等小球或者颗粒；中间加催化剂床层采用Ni/TiO2、Ni/Al2O3、Ni/CeO2、Ni/SiC、Ni/MgO、Ni/ZrO2、Ni/SBA-15、Ni/MCM-41、Ni/ZSM-5等；催化剂床层位于热熔盐出口法兰和热熔盐入口法兰中心线之间。
如图2所示，浮头1013与阵列式绝热加氢塔上端盖1014中间设置有波纹管1015，以抵消管式加氢反应器加热、膨胀时的位移。
如图1所示，高温集热器2接收经定日镜群1聚焦后的太阳光，加热由熔盐循环泵3驱动、来至于低温储热塔5的低温热熔盐；再由循环泵驱动进入高温储热塔4。根据加氢反应塔设定的工艺温度和流量，结合温度测量变送器检测到的管式反应器催化剂床层温度、熔盐入口温度和流速、熔盐出口温度，通过调节电磁比例阀6开度，分别调整高温熔盐和低温熔盐的流量，来控制进入到熔盐腔1010内热熔盐的温度和流量，以实现对加氢反应温度的实时、准确控制。从阵列式绝热加氢塔出来的热熔盐和高温储热塔4进入到热力发电系统的热熔盐A汇合，进入太阳能热力发电系统的蒸汽发生系统；而在蒸汽发生系统换热之后的低温热熔盐B循环进入低温储热塔5，再经熔盐泵3送至高温集热器2进行再次加热循环。如图2所示，在阵列式绝热加氢塔10中，热熔盐在熔盐腔1010内、经折流板1011引导，充分加热加氢反应器列管1009至反应工艺温度。CO2与H2的混合气从加氢反应塔入口1005、经集灰斗1002，通过整流层，进入到催化剂床层；反应后产物气D由整流层出，经浮头1013、波纹管1015和阵列式绝热加氢塔端盖1014和下游管道进入到冷凝器12中，在汽水分离器13中脱除水分；然后经两级过压缩，在变压吸附塔15中将产物气D中为反应完全的H2、CO2与CH4分离。得到的CH4经过压缩，再在液化塔18中进行液化得到所需的液化天然气E。变压吸附塔15的残余解吸气，作为原料气由气体循环泵16补充送入到阵列式绝热加氢塔10中。
基于所述的装置进行太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷的方法，包括以下步骤：
a.太阳能通过定日镜群1，聚焦到高温集热器2；加热在熔盐循环泵3驱动下，从低温储热塔5出来的低温熔盐；被加热后的高温热熔盐被循环泵打入高温储热塔4；
b.高温储热塔4中的部分热熔盐A进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；还有一部分热熔盐进入到阵列式绝热加氢塔10的热力控制系统中；
c.阵列式绝热加氢塔10开车时，启动启动/备用锅炉，通过燃烧CH4等燃料，将高温烟气导入熔盐腔1010先预热加氢反应器列管1009；在清洗加氢反应器列管1009也采用同样方法，此操作条件下打开下端列管分布板1008上的熔盐泄出阀1003；
d.从高温储热塔4出来的高温热熔盐，和从低温储热塔出来的低温热熔盐，分别在电磁比例阀的调节作用下，按照温度控制器给出的控制信号，以一定比例汇合；使加热熔盐以设定温度和流量进入到阵列式绝热加氢塔10中的熔盐腔1010，调节加氢反应器催化剂床层至工艺设定的反应温度200～500℃；换热之后的热熔盐从热熔盐出口1012流出，与热熔盐A汇合进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；
e.CO2与H2预混合的原料气由原料气入口1004进入阵列式绝热加氢塔10，经列管分布板1008进入加氢反应器列管1009，反应后由波纹管1015进入产物气出口1016管道；
f.产物气经过冷凝器12、气液分离器13脱水，再经过压缩14，进入变压吸附塔15；分离得到的CH4被压缩，在液化塔17内液化，得到LNG。变压吸附塔15解吸气主要包含未反应的CO2和H2，经过气体循环泵16再次补充入阵列式绝热加氢塔。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷装置，其特征在于，包括定日镜群(1)、高温集热器(2)、熔盐循环泵(3)、高温储热塔(4)、低温储热塔(5)、电磁比例阀(6)、流量计(7)、旁通阀(8)、温度测量变送器(9)、阵列式绝热加氢塔(10)、变压吸附塔(15)、液化塔(18)和启动/备用锅炉(19)；
所述的阵列式绝热加氢塔(10)包括加氢反应器列管(1009)和熔盐腔(1010)；所述的加氢反应器列管(1009)与阵列式绝热加氢塔(10)同轴设置，两端分别按圆周形式通过焊接方式与列管分布板(1008)连接；加氢反应器列管(1009)两端设置了整流层，中间加载有催化剂床层；靠近热熔盐入口(1007)端的列管分布板采用法兰连接方式与熔盐腔(1010)壳体固定连接，靠近热熔盐出口(1012)端的列管分布板采用通过法兰与浮头(1013)连接；浮头(1013)与阵列式绝热加氢塔上端盖(1014)联通作为反应产物气的出口通道，中间设置有波纹管(1015)以抵消加氢反应器列管(1009)受热或冷却是产生的膨胀和收缩应力；波纹管(1015)与浮头(1013)、阵列式绝热加氢塔端盖(1014)设置的产物气通道分别采用法兰方式连接。熔盐腔(1010)内部设置有折流板(1011)；下部设置有集灰斗(1002)，和不锈钢网堵塞(1001)；原料气入口(1004)和循环气入口(1005)分别设置在阵列式绝热加氢塔(10)下部的不同侧；
所述高温集热器(2)接收经定日镜群(1)聚焦后的太阳光，加热由熔盐循环泵(3)驱动、来至于低温储热塔(5)的低温载热工质；再在循环泵的作用下进入高温储热塔(4)；根据加氢反应塔设定的工艺温度和流量，结合温度测量变送器(9)检测到的管式反应器催化剂床层温度、熔盐入口温度和流速、熔盐出口温度，通过调节电磁比例阀(6)开度，分别调整高温熔盐和低温熔盐的流量，来控制进入到熔盐腔(1010)内热熔盐的温度和流量，以实现对加氢反应温度的实时、准确控制；从阵列式绝热加氢塔出来的热熔盐和高温储热塔(4)进入到热力发电系统的热熔盐(A)汇合，作为太阳能热力发电系统的蒸汽发生系统；而在蒸汽发生系统换热之后的低温热熔盐(B)循环进入低温储热塔(5)，再经熔盐泵(3)送至高温集热器(2)进行再次加热循环；在所述阵列式绝热加氢塔中，热熔盐在熔盐腔(1010)内、经折流板(1011)引导，充分加热加氢反应器列管(1009)至反应工艺温度200～500℃；所述加氢反应器列管(1009)中，CO2与H2的混合气从加氢反应塔入口(1005)、经集灰斗(1002)，通过整流层，进入到催化剂床层；反应后产物气(D)由整流层整流层出，经浮头(1013)、波纹管(1015)和阵列式绝热加氢塔上端盖(1014)和下游管道进入到冷凝器(12)中，在汽水分离器(13)中脱除水分；然后经两级过压缩，在变压吸附塔(15)中将产物气(D)中为反应完全的H2、CO2与CH4分离。得到的CH4经过压缩，再在液化塔(18)中进行液化得到所需的液化天然气(E)；变压吸附塔(15)的残余解吸气，作为原料气由气体循环泵(16)补充送入到阵列式绝热加氢塔(10)中。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述阵列式绝热加氢塔(10)采用热熔盐通过表面式换热加热各加氢反应器列管(1009)内催化剂床层至温度200～500℃。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述阵列式绝热加氢塔(10)的温度控制系统主要由熔盐泵(3)、高温储热塔(4)、低温储热塔(5)、电磁比例阀(6)、流量计(7)、旁通阀(8)和温度测量变送器(9)组成。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述阵列式绝热加氢塔(10)的温度控制方法和步骤如下：
a.通过温度测量变送器(9)分别测量加氢反应器列管(1009)催化剂床层、熔盐腔(1010)内、热熔盐入口(1007)、热熔盐出口(1012)温度；信号传递至温度控制器；
b.通过流量检测器(7)测量原料气的流速；信号传递至温度控制器；
c.电磁比例阀(8)接收温度控制器发出信号，分别调节高温热熔盐和低温热熔盐的流量。
d.当加氢反应器列管(1009)内部温度稳定在工艺设定温度给定误差范围内时，或者在阵列式绝热加氢塔停车时，旁通阀(8)开启。同时，旁通回路上的电磁比例阀控制旁通回路的熔盐流量。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述熔盐腔(1010)内设有多个间隔布置的折流板(1011)。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述阵列式绝热加氢塔(10)中，管式加氢反应器以熔盐腔(1010)轴线为中心，按多层周向等角度布置。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述加氢反应器列管(1009)上下端分别布置了惰性整流层，其材料为Al2O3，SiC，SiO2小球或者颗粒；中间加催化剂床层，催化剂采用Ni/TiO2、Ni/Al2O3、Ni/CeO2、Ni/SiC、Ni/MgO、Ni/ZrO2、Ni/SBA-15、Ni/MCM-41、Ni/ZSM-5；催化剂床层位于热熔盐出口(1012)法兰和热熔盐入口(1007)法兰中心线之间。
8.根据权利要求5所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述折流板为圆形和环形间隔组合。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，位于上端的所述列管分布板(1008)与浮头(1013)连接；浮头(1013)与阵列式绝热加氢塔上端盖(1014)中间设置有波纹管(1015)。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，从所述变压吸附塔(15)出来的解吸气在气体循环泵(16)的作用下重新被补充送入加氢反应塔。
11.根据权利要求1所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述的高温集热器(2)采用槽式、塔式或者碟式。
12.根据权利要求3所述的一种太阳能驱动二氧化碳加氢制甲烷的装置，其特征在于，所述的阵列式绝热加氢塔(10)温度控制系统采用的高温熔融盐为二元或者三元硝酸熔盐，包括不同比例混合的KNO3，NaNO3，Ca(NO3)2混合熔盐。
13.一种基于权利要求1所述的装置进行太阳能驱动的二氧化碳加氢制甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.太阳能通过定日镜群(1)，聚焦到高温集热器(2)；加热在熔盐循环泵(3)驱动下，从低温储热塔(5)出来的低温熔盐；被加热后的高温热熔盐被循环泵打入高温储热塔(4)；
b.高温储热塔(4)中的部分热熔盐A进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；还有一部分热熔盐进入到阵列式绝热加氢塔(10)的热力控制系统中；
c.阵列式绝热加氢塔(10)开车时，启动启动/备用锅炉，通过燃烧CH4等燃料，将高温烟气导入熔盐腔(1010)先预热加氢反应器列管(1009)；在清洗加氢反应器列管(1009)也采用同样方法，此操作条件下打开下端列管分布板(1008)上的熔盐泄出阀(1003)；
d.从高温储热塔(4)出来的高温热熔盐，和从低温储热塔出来的低温热熔盐，分别在电磁比例阀的调节作用下，按照温度控制单元给出的控制信号，以一定比例汇合；使加热熔盐以设定温度和流量进入到阵列式绝热加氢塔(10)中的熔盐腔(1010)，调节加氢反应器至工艺设定的反应温度；换热之后的热熔盐从热熔盐出口(1012)流出，与热熔盐A汇合进入到太阳能热力发电系统中的蒸汽发生器；
e.CO2与H2预混合的原料气由原料气入口(1004)进入阵列式绝热加氢塔(10)，经列管分布板(1008)进入加氢反应器列管(1009)，反应后由波纹管(1015)进入产物气出口(1016)管道；
f.产物气经过冷凝器(12)、气液分离器(13)脱水，在经过二级压缩(14)，进入变压吸附塔(15)；分离得到的CH4被压缩，在液化塔(17)内液化，得到LNG。变压吸附塔(15)解吸气主要包含未反应的CO2和H2，经过气体循环泵(16)再次补充如阵列式绝热加氢塔。
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