一种二氧化碳分解系统

本发明涉及二氧化碳分解，具体而言，涉及一种二氧化碳分解系统。

背景技术：

1、二氧化碳作为一种储量丰富、安全、廉价易得、特殊的可再生资源，通过化学转化可实现对co2的资源化利用，以获得高附加值的能源、材料及化工产品。因此自20世纪70年代中期以来，关于二氧化碳活化转化的研究一直是人们追求的热点，介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，dbd)是将有绝缘介质插入放电空间，通过施加足够的交流电压而产生等离子体的一种非平衡态气体放电。通过dbd放电装置放电会产生几至几十电子伏特能量的高能粒子可以将二氧化碳分解成一氧化碳和氧气，由于氧气和一氧化碳极不稳定使得在放电过程中又会复合成稳定的二氧化碳从而降低二氧化碳的转化效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是如何提高二氧化碳的转化效率。

2、为此，本发明提供了一种二氧化碳分解系统，包括电源、dbd放电分解管、二氧化碳瓶、氧气过滤收集装置、氧气监测装置，所述dbd放电分解管上设有进气管、出气管及分离管，所述分离管两侧相对设置两块形状相同但充磁方向相反的磁铁，所述电源与所述dbd放电分解管电连接，所述二氧化碳瓶与所述进气管连通，所述分离管分别与所述氧气过滤收集装置及所述氧气监测装置连通。

3、可选地，所述氧气过滤收集装置包括依次连通的一氧化碳过滤器、二氧化碳过滤器、干燥管及氧气瓶。

4、可选地，所述磁铁为钕铁硼磁铁。

5、可选地，二氧化碳分解系统还包括示波器，所述示波器与所述电源电连接，所述示波器用于监测所述电源的电压、电流。

6、可选地，所述二氧化碳瓶与所述进气管之间设有第一气体质量流量计。

7、可选地，dbd放电分解管包括第一石英管与高压金属电极，所述第一石英管套设在所述高压金属电极周侧，所述进气管、出气管分别开设在所述第一石英管两端，所述分离管开设在所述第一石英管中部。

8、可选地，所述第一石英管周侧套设有供水管路。

9、可选地，二氧化碳分解系统还包括发射光谱仪，所述发射光谱仪用于监测二氧化碳放电的发射光谱。

10、可选地，二氧化碳分解系统还包括光纤探头，所述光纤探头的一端与所述dbd放电分解管的周侧外表面连接，另一端与所述发射光谱仪连接。可选地，二氧化碳分解系统还包括第一混合物瓶，所述第一混合物瓶与所述出气管连通。

11、可选地，二氧化碳分解系统还包括第一混合物瓶，所述第一混合物瓶与所述出气管连通。

12、与现有技术相比，本发明所述的二氧化碳分解系统的有益效果是：

13、本发明通过将dbd放电分解管与电源连通，使dbd放电分解管通电，dbd放电分解管上开设进气管、出气管及分离管，进气管与二氧化碳瓶连通，二氧化碳通过进气管进入dbd放电分解管，二氧化碳经放电分解成的一氧化碳和氧气会从出气管与分离管排出，在分离管的两侧相对设置两块形状相同但充磁方向相反的磁铁，一氧化碳、氧气及二氧化碳的混合气体从两块磁铁中间通过，两块磁铁之间存在磁场，氧气的相对磁化率为100，二氧化碳的相对磁化率为-0.61，而一氧化碳的相对磁化率为-0.34，在磁场下氧气具有顺磁性，顺磁方向的氧气浓度随着磁场强度的增大而增大，而二氧化碳和一氧化碳在磁场条件下都表现出逆磁性，与氧气的顺磁性相反，可通过磁场将氧气与一氧化碳和二氧化碳分离，使得氧气从分离管排出，向与分离管连通的氧气过滤收集装置及氧气监测装置流动，而一氧化碳与未被分解的二氧化碳从出气管排出，氧气过滤收集装置可过滤掉少量的一氧化碳与二氧化碳，收集分离好的氧气，在分解过程中不断将氧气预分离出来从而抑制一氧化碳和氧气的二次复合，实现提升二氧化碳的分解效率，氧气监测装置可监测分离出的氧气浓度，及混在氧气中少量的一氧化碳与二氧化碳的含量，并通过调节二氧化碳瓶的供气流速、电源的功率，监测混在氧气中少量的一氧化碳与二氧化碳的含量的变化情况，找到分解二氧化碳效率最高的二氧化碳瓶的供气流速、电源的功率，提高二氧化碳的分解效率。

技术特征：

1.一种二氧化碳分解系统，其特征在于，包括电源(1)、dbd放电分解管(2)、二氧化碳瓶(3)、氧气过滤收集装置、氧气监测装置(5)，所述dbd放电分解管(2)上设有进气管(22)、出气管(23)及分离管(24)，所述分离管(24)两侧相对设置两块形状相同但充磁方向相反的磁铁(21)，所述电源(1)与所述dbd放电分解管(2)电连接，所述二氧化碳瓶(3)与所述进气管(22)连通，所述分离管(24)分别与所述氧气过滤收集装置及所述氧气监测装置(5)连通。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，所述氧气过滤收集装置包括依次连通的一氧化碳过滤器(61)、二氧化碳过滤器(62)、干燥管(63)及氧气瓶(64)。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，所述磁铁(21)为钕铁硼磁铁。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，还包括示波器(7)，所述示波器(7)与所述电源(1)电连接，所述示波器(7)用于监测所述电源(1)的电压、电流。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，所述二氧化碳瓶(3)与所述进气管(22)之间设有第一气体质量流量计(10)。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，dbd放电分解管(2)包括第一石英管(27)与高压金属电极(29)，所述第一石英管(27)套设在所述高压金属电极(29)周侧，所述进气管(22)、出气管(23)分别开设在所述第一石英管(27)两端，所述分离管(24)开设在所述第一石英管(27)中部。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，所述第一石英管(27)周侧套设有供水管路。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，还包括发射光谱仪(8)，所述发射光谱仪(8)用于监测二氧化碳放电的发射光谱。

9.根据权利要求8所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，还包括光纤探头，所述光纤探头的一端与所述dbd放电分解管(2)的周侧外表面连接，另一端与所述发射光谱仪(8)连接。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳分解系统，其特征在于，还包括第一混合物瓶(9)，所述第一混合物瓶(9)与所述出气管(23)连通。

技术总结
本发明提供了一种二氧化碳分解系统，涉及二氧化碳分解技术领域，二氧化碳分解系统包括电源、DBD放电分解管、二氧化碳瓶、氧气过滤收集装置、氧气监测装置，DBD放电分解管上设有进气管、出气管及分离管，分离管两侧相对设置两块形状相同但充磁方向相反的磁铁，电源与DBD放电分解管电连接，二氧化碳瓶与进气管连通，分离管分别与氧气过滤收集装置及氧气监测装置连通。本发明通过将DBD放电分解管通电分解二氧化碳，在分离管的两侧设置磁铁，在磁场下氧气具有顺磁性，二氧化碳和一氧化碳具有逆磁性，可通过磁场将氧气与一氧化碳和二氧化碳分离从而抑制一氧化碳和氧气的二次复合，实现提升二氧化碳的分解效率。

技术研发人员：周晨,袁承勋,李俊杰,姚静锋,周忠祥
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15