一种利用太阳能制氢的方法.pdf

一种利用太阳能制氢的方法，其工艺流程主要包括以下工序：①利用太

阳能制水蒸气；②盐的制备与脱水；③碘酸钾的煅烧；④氧气的回收；

⑤碘化钾溶液的水解和氢碘酸的制备；⑥氢气的制备和碘的回收；⑦氢

气的精制；⑧水的净化；⑨用前述工序制取的Ｈ↓［２］，与ＣＯ↓［２］

通过二氧化碳变换、费托合成工艺，合成和精制燃料油。碘化钾等溶液

的水解用电场分解器实现；该装置由密封管、两组电场电极、分离板构

成。本发明在利用太阳光热效应的同时也利用其化学效应，以水和ＣＯ

↓［２］为原料通过化学反应生产氢气和燃料油，使太阳能变成使用方

便易储存的化学能。比煤变油成本降低至少３０％。为解决能源提供新

途径。经济效益和社会效益巨大。translatetext

权利要求

一种利用太阳能制氢的方法，包括以下工序：①利用太阳能制水蒸气：

用太阳能集热器（１２）制取水蒸气，送汽箱（１３）储存；从汽箱（１

３）输出的水蒸气由蒸发器（５）中部进气口进入，加热ＫＩ和ＫＩＯ

↓［３］溶液后成冷凝水，从蒸发器（５）下部出水口流出，由太阳能

集热器（１２）进水口返回；或从汽箱（１３）输出的水蒸气进煅烧炉

（２）加热，再进蒸发器（５）加热；②盐的制备与脱水：生产启动

阶段，在封闭的防腐蚀制盐筒（１）内加入Ｉ↓［２］、ＫＯＨ，并且由

水箱（１４）加入蒸馏水，用搅拌机搅拌，在常温下反应生成ＫＩ，同

时生成ＫＩＯ↓［３］；反应后，ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］溶液进入液箱（１

５）；其反应方程式：６ＫＯＨ＋３Ｉ↓［２］＝５ＫＩ＋ＫＩＯ↓［３］

＋３Ｈ↓［２］Ｏ启动阶段之后，来自流程四个环节的中间产物进入

制盐筒（１），继续维持生成ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］的反应；它们是：光

解池（７）的ＫＩ↓［３］溶液或ＫＩ↓［３］和ＫＩＯ↓［３］溶液、

分解ＨＩ的剩余液体、电场分解器（３）制取的ＫＯＨ溶液、由水箱（１

４）补给的蒸馏水；其中，ＫＩ↓［３］溶液是用ＫＩ溶液溶解分解Ｈ

Ｉ生成的Ｉ↓［２］所生成，ＫＩ↓［３］和ＫＩＯ↓［３］溶液是用

ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］溶液溶解分解ＨＩ生成的Ｉ↓［２］所生成；由

液箱（１５）流出的ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］溶液送入冷凝器（４）预热

后，进入蒸发器（５）由水蒸汽加热；蒸发器（５）底部出液口流出的

悬浮液用防腐蚀离心机进行分离，分离出ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］固体；

③碘酸钾的煅烧：将分离出的ＫＩ和ＫＩＯ↓［３］固体送入耐腐蚀的

煅烧炉（２）中，经１００℃～２５０℃温度煅烧，生成ＫＩ和Ｏ↓［２］；

其反应方程式：２ＫＩＯ↓［３］+２ＫＩ＋３Ｏ↓［２］↑ＫＩ出

炉后送入化盐筒（１０），与由蒸发器（６）流出、进入化盐筒（１０）

的液态水混合成ＫＩ溶液，进入电场分解器（３）；煅烧生成的Ｏ↓［２］

回收；④氧气的回收：由煅烧炉（２）放出的Ｏ↓［２］，从吸收塔（９）

下部进入，吸收剂ＫＯＨ溶液由吸收塔（９）上部进入，吸收Ｏ↓［２］

中残余的Ｉ↓［２］气后，由吸收塔（９）下部出液口流出，净化的Ｏ

↓［２］由吸收塔（９）顶部出气口放出，进入Ｏ↓［２］气罐储存；

⑤碘化钾溶液的水解和氢碘酸的制备：该工序在电场分解器（３）中完

成；电场分解器（３）简称电分器，包括密封管（３０１）、两对电场

电极、分离板（３０６）；密封管（３０１）的纵向两端各设一个液体入

口（Ｅ↓［ｉ１］、Ｅ↓［ｉ２］）；两对电场电极的正、负极分别位于密

封管（３０１）纵向外部两侧、沿纵向每边一对；两对电场电极极板与

密封管（３０１）中心线方向平行、极性相反，在密封管（３０１）内

形成电场方向相反的两个离子分开运动区：Ａ区、Ｂ区；分离板（３０

６）位于Ａ区、Ｂ区之间，与电场方向垂直，将密封管（３０１）内的

中部分为两个离子混合区：Ｃ区、Ｄ区；Ｃ区、Ｄ区分别有各自的液体

出口（Ｅ↓［０１］、Ｅ↓［０２］）；来自化盐筒（１０）的ＫＩ溶液

由电分器（３）的入口（Ｅ↓［ｉ１］）进入；同时，蒸馏水从电分器（３）

的另一相对的入口（Ｅ↓［ｉ２］）进入；在电分器（３）正、反两组电

场的作用下进行水解，生成ＨＩ溶液和ＫＯＨ溶液；其反应方程式：Ｋ

Ｉ＊Ｋ↑［＋］＋Ｉ↑［－］Ｈ↓［２］Ｏ＊ＯＨ↑［－］＋Ｈ↑［＋］

Ｋ↑［＋］＋ＯＨ↑［－］＝ＫＯＨＩ↑［－］＋Ｈ↑［＋］＝ＨＩ

生成的ＫＯＨ溶液从电分器（３）的出口（Ｅ↓［０１］）流出，进入制

盐筒（１）；生成的ＨＩ溶液从电分器（３）另一出口（Ｅ↓［０２］）

流出，进入光解池（７）；⑥