CN210237792U - 一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器 - Google Patents

一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器 Download PDF

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Lizhen Luo
罗丽珍
Pengjie Wang
王鹏杰
Yue Xu
徐越
Yongqiang Ren
任永强
Yuan Liu
刘沅
Qiang Fan
樊强
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Abstract

本实用新型提供的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，包括能源路由器本体，能源路由器本体包括电解水装置和CO2加氢反应釜，其中，电解水装置的氢气出口连接CO2加氢反应釜的入口；通过电解水装置产生氢气，将产生的氢气和二氧化碳气体在CO2加氢反应釜中进行反应生成甲醇，本装置产生多种有用的产品，变废为宝，带来经济效益。

Description

一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器
技术领域
本实用新型属于清洁能源技术领域，特别涉及一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器。
背景技术
随着化石能源对环境污染的日益加剧，水能、太阳能、风能等可再生的新能源备受瞩目，水电、太阳能发电、风电是新能源的重要利用方式。但是由于水电、太阳能发电、风电存在着不稳定的缺点，全国每年出现了大范围的弃水、弃太阳能和弃风，造成了大量的能源浪费。与此同时，CO2等温室气体所导致的全球气候变暖问题已成为当今国际社会讨论的重要议题，在减少CO2排放的同时，CO2的回收利用也是各国政府和科学研究人员关注的焦点。将CO2转化为有用的化学品是CO2回收利用的有效途径，CO2在催化剂条件下加氢，可以生成甲醇。甲醇是一个大宗的化工原料，同时也是化石燃料的潜在替代品。因此，CO2加氢合成甲醇在环保、能源和化工等多个领域均具有重要意义。然而，由于制造氢气的高昂成本，使得CO2加氢缺少了经济性。
目前，可以整合新能源资源，有效利用资源，带来社会经济效益、环保效益的能源路由器尚是一片空白。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，解决了现有的在二氧化碳的回收利用过程中，存在的经济成本高的缺陷。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，包括能源路由器本体，能源路由器本体包括电解水装置和CO2加氢反应釜，其中，电解水装置的氢气出口连接CO2加氢反应釜的入口。
优选地，电解水装置包括电解水装置本体、新能源弃电和水储槽，其中，新能源弃电和水储槽均与电解水装置本体连接。
优选地，电解水装置本体的氧气出口连接有氧气储罐；电解水装置的氢气出口连接CO2加氢反应釜。
优选地，电解水装置的氢气出口还连接有氢气储罐。
优选地，氢气储罐连接有氢燃料电池。
优选地，CO2加氢反应釜包括CO2加氢反应釜本体和二氧化碳储罐，其中，CO2加氢反应釜的入口连接二氧化碳储罐和电解水装置的氢气出口。
优选地，CO2加氢反应釜的出口连接甲醇储罐。
与现有技术相比，本实用新型得有益效果是：
本实用新型提供的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，通过电解水装置产生氢气，将产生的氢气和二氧化碳气体在CO2加氢反应釜中进行反应生成甲醇，本装置产生多种有用的产品，变废为宝，带来经济效益。
进一步的，有效利用新能源弃电作为电解水装置的能源，产生氧气、氢气、甲醇产品；该结构能够整合新能源资源，有效利用资源，带来较好的社会经济效益。
附图说明
图1是本实用新型涉及的能源路由器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型提供的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，包括能源路由器1、新能源弃电2、二氧化碳储罐3、水储槽4、氧气储罐5、甲醇储罐6、氢气储罐7和氢燃料电池8，其中，新能源弃电2的出口、二氧化碳储罐3的出口和水储槽4的出口均与能源路由器1的入口相接；能源路由器1的出口分别与氧气储罐5的入口、甲醇储罐6的入口和氢气储罐7的入口相接；氢气储罐7的出口与氢燃料电池8的入口相接。
所述能源路由器1为由电解水装置和CO2加氢反应釜；其中，所述新能源弃电2和水储槽 4连接电解水装置端，产生氢气和氧气，氧气出口经压缩连接外界设备，氢气出口分为两路，一路与CO2加氢反应釜连接；另一路连接氢气储罐7。
所述CO2储罐与CO2加氢反应釜端连接，与电解水装置产生的氢气发生反应，生成甲醇。
实施例：
现有水电站丰水期，来水较丰时，发电量超过了该地区的用电水平，因为电网的电不能保存，只好减发少发电，丰水期时长3000小时，弃水电达1亿度。然而，枯水期发电量又不能满足该地区的电耗。另一方面，水电站旁的煤化工厂每天会排放大量的CO2，经计算约达 1000m3/h。
现在该地区使用30MW的能源路由器，来解决该地的丰水期有弃电、枯水期电不足的问题及CO2的出路问题。
在能源路由器中主要发生如下反应：
2H2O＝2H2+O2
CO2+3H2＝CH3OH+H2O
将水和从煤化工厂中捕集的1000m3/h的CO2输入30MW的能源路由器中，每年可以利用0.9 亿度弃电，产生3000m3/h的氧气，1000m3/h的甲醇，3000m3/h的氢气，解决1000m3/h二氧化碳的出路。将3000m3/h的氢气产品中的1000m3/h的氢气当做产品卖给氢气用户，2000m3/h的氢气储存起来，在枯水期使用氢燃料电池补充水电发电。

Claims (7)

1.一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，包括能源路由器本体(1)，能源路由器本体(1)包括电解水装置和CO2加氢反应釜，其中，电解水装置的氢气出口连接CO2加氢反应釜的入口。
2.根据权利要求1所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，电解水装置包括电解水装置本体、新能源弃电(2)和水储槽(4)，其中，新能源弃电(2)和水储槽(4)均与电解水装置本体连接。
3.根据权利要求1所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，电解水装置本体的氧气出口连接有氧气储罐(5)；电解水装置的氢气出口连接CO2加氢反应釜。
4.根据权利要求3所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，电解水装置的氢气出口还连接有氢气储罐(7)。
5.根据权利要求4所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，氢气储罐(7)连接有氢燃料电池(8)。
6.根据权利要求1所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，CO2加氢反应釜包括CO2加氢反应釜本体和二氧化碳储罐(3)，其中，CO2加氢反应釜的入口连接二氧化碳储罐(3)和电解水装置的氢气出口。
7.根据权利要求6所述的一种以水和二氧化碳为原料的能源路由器，其特征在于，CO2加氢反应釜的出口连接甲醇储罐(6)。
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CN109989071A (zh) * 2019-05-07 2019-07-09 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种以水和co2为原料的能源路由器
CN115057759A (zh) * 2022-07-11 2022-09-16 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种集储能、制氢及制甲醇为一体的分布式综合能源系统

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