本發(fā)明涉及一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備及工藝。

背景技術(shù)：

甲醇（CH₃OH），是一種重要的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)能源，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。甲醇亦可代替汽油作燃料使用，以及用于先進(jìn)的重整制氫工藝。在現(xiàn)有技術(shù)中，甲醇制造方法主要包括以下幾種：其一、氯甲烷水解法：CH₃Cl+H₂O→CH₃OH+HCl；其二、甲烷部分氧化法，甲烷直接氧化生成甲醇：2CH₄+O₂→2CH₃OH；其三、煤、焦炭、油等礦物能源制甲醇的方法；其四、氫和一氧化碳的合成制甲醇，其反應(yīng)式：CO+H₂→CH₃OH，可參照中國發(fā)明專利申請97101425.6、200780005726.2、200610151359.4等等；其五、二氧化碳和氫在催化劑作用下制甲醇：CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O，可參照中國發(fā)明專利申請200810046409.1、200910112654.2、200910163236.6、201310175806.X、200810046409.1等等。然而，上述現(xiàn)有甲醇制造工藝都是直接采用H₂、CH₄、CO、CH₃Cl或礦物能源作原料。

在自然界的自然能中，太陽能是非常重要的可再生清潔能源。其中，太陽能的利用方式主要包括三種：其一、太陽能光伏發(fā)電，太陽能光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明以及交通信號燈和監(jiān)控系統(tǒng)，并入電網(wǎng)供電；光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，產(chǎn)生更多電能；天臺及建筑物表面均可安裝光伏組件，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。其二、太陽能聚熱，現(xiàn)代太陽熱能科技將陽光聚合，并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。其三、利用太陽能電池或鋰電池等進(jìn)行儲能。然而，上述太陽能在實(shí)際利用過程中，光伏發(fā)電要么需要并網(wǎng)，要么需要和建筑物用電設(shè)施相配合；太陽能聚熱同樣需要和建筑物用熱設(shè)施相配合，而產(chǎn)生的熱水、蒸氣經(jīng)常用不完；此外儲能方式也受到儲能電池的限制。

隨著技術(shù)的發(fā)展，太陽能制氫技術(shù)已經(jīng)逐漸形成，太陽能制氫方面公開的中國專利有：200810063882.0一種高效自耦合太陽能制氫系統(tǒng)、200810172947.5太陽能水電解制氫（氧）裝置、201010291005.6一種聚光轉(zhuǎn)光復(fù)合增強(qiáng)型太陽能催化分解水制氫系統(tǒng)、201110006999.7多碟太陽能聚熱耦合生物質(zhì)超臨界水氣化制氫吸熱反應(yīng)器、200910249943.7一種利用太陽能分解水制氫的納米電極的制備方法。然而，由于氫氣沸點(diǎn)非常低（-252.8℃），需要施加較強(qiáng)的壓力才能將其轉(zhuǎn)化成液態(tài)，并儲存于鋼瓶等耐壓容器中方能運(yùn)輸，且具有爆炸風(fēng)險(xiǎn)，因此，太陽能制氫的儲能方式受到了極大的限制。

中國發(fā)明申請201410376774.4（申請人：廣東合即得能源科技有限公司，系本創(chuàng)作者）公開了一種甲醇制造工藝；中國發(fā)明專利200510045058.9公開了一種利用太陽能生產(chǎn)氫氣或甲醇的方法。但是，上述制甲醇工藝過程中，氫原料的制備效率較低、太陽能能量沒有得到較好的利用，能量浪費(fèi)較為嚴(yán)重，制甲醇所產(chǎn)生的副產(chǎn)物水也沒有得到很好的利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備，該設(shè)備的氫原料制備效率高、太陽能能量利用率高，并能充分利用制甲醇所產(chǎn)生的副產(chǎn)物水。與此同時(shí)，本發(fā)明還要提供一種太陽能制氫合成甲醇的工藝。

為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的第一技術(shù)方案是：

一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備，包括：

太陽能聚熱系統(tǒng)，用于聚光、集熱，為高溫水蒸氣制備系統(tǒng)提供熱能；

高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，用于利用太陽能聚熱系統(tǒng)提供的熱能制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，該高溫水蒸氣供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)；

太陽能發(fā)電系統(tǒng)，用于利用太陽能發(fā)出直流電，供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)；

高溫電解制氫系統(tǒng)，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)的直流電，對高溫水蒸氣進(jìn)行電解制氫及制氧，制得的高溫氫氣輸向氣體混合裝置；

二氧化碳制備系統(tǒng)，用于制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置；

氣體混合裝置，用于將高溫氫氣及二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)；

甲醇合成系統(tǒng)，用于氫氣和二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體；甲醇合成系統(tǒng)設(shè)有控溫裝置及控壓裝置，其中，控溫裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)的合成溫度調(diào)整為220-260℃，控壓裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)的壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa；

第一換熱器，安裝于甲醇合成系統(tǒng)與分子篩膜分離器之間的輸送管道上，甲醇水混合氣體在第一換熱器中，與從水儲存罐輸送過來的水進(jìn)行換熱，甲醇水混合氣體溫度降低，液化成甲醇水稀溶液，水的溫度升高；

分子篩膜分離器，用于分離甲醇水稀溶液中的水，使甲醇水稀溶液變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐；

甲醇儲存罐，用于儲存甲醇水濃溶液；

水儲存罐，用于儲存水，并接收從分子篩膜分離器分離出來的水；

輸送泵，用于將水儲存罐中的水泵送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)。

為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的第二技術(shù)方案是：

一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備，包括：

太陽能發(fā)電系統(tǒng)，用于太陽能發(fā)電，供應(yīng)給高溫水蒸氣制備系統(tǒng)及高溫電解制氫系統(tǒng)；

高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，其內(nèi)設(shè)有利用太陽能供電的電加熱器，高溫水蒸氣制備系統(tǒng)利用電加熱器的熱能，制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)；

高溫電解制氫系統(tǒng)，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)的直流電，對高溫水蒸氣進(jìn)行電解制氫及制氧，制得的高溫氫氣輸向氣體混合裝置；

二氧化碳制備系統(tǒng)，用于制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置；

氣體混合裝置，用于將高溫氫氣及二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)；

甲醇合成系統(tǒng)，用于氫氣和二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體；甲醇合成系統(tǒng)設(shè)有控溫裝置及控壓裝置，其中，控溫裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)的合成溫度調(diào)整為220-260℃，控壓裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)的壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa；

第一換熱器，安裝于甲醇合成系統(tǒng)與分子篩膜分離器之間的輸送管道上，甲醇水混合氣體在第一換熱器中，與從水儲存罐輸送過來的水進(jìn)行換熱，甲醇水混合氣體溫度降低，液化成甲醇水稀溶液，水的溫度升高；

分子篩膜分離器，用于分離甲醇水稀溶液中的水，使甲醇水稀溶液變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐；

甲醇儲存罐，用于儲存甲醇水濃溶液；

水儲存罐，用于儲存水，并接收從分子篩膜分離器分離出來的水；

輸送泵，用于將水儲存罐中的水泵送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)。

所述太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備還包括氧氣儲存罐及第二換熱器，所述高溫電解制氫系統(tǒng)制得的氧氣經(jīng)第二換熱器后儲存于氧氣儲存罐中，所述從水儲存罐輸送過來的水再經(jīng)第二換熱器后輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)；在第二換熱器中，氧氣溫度降低，水溫度升高。

所述高溫電解制氫系統(tǒng)設(shè)有固體氧化物電解堆，所述直流電為36V。

為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種太陽能制氫合成甲醇工藝，包括以下工藝步驟：

a.利用太陽能聚熱或太陽能發(fā)電，使高溫水蒸氣制備系統(tǒng)工作，制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，并供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)；

b.利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)為高溫電解制氫系統(tǒng)供應(yīng)直流電，高溫電解制氫系統(tǒng)電解高溫水蒸氣制得氫氣及氧氣，其中，高溫氫氣輸向氣體混合裝置；與此同時(shí)，利用二氧化碳制備系統(tǒng)制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置；

c.在氣體混合裝置中，高溫氫氣與二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)；

d.在甲醇合成系統(tǒng)中，將合成溫度調(diào)整為220-260℃，將壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa，將氣體空速控制在12000-16000h^-1，氫氣、二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體；

e.甲醇水混合氣體經(jīng)第一換熱器后，液化甲醇水稀溶液，進(jìn)入分子篩膜分離器；

f.甲醇水稀溶液經(jīng)分子篩膜分離器后分離出大量的水，變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐；

g.水儲存罐中的水在輸送泵的泵送作用下，經(jīng)第一換熱器升溫后，輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，以便制備成高溫電解制氫裝置所需要的高溫水蒸氣。

所述甲醇合成系統(tǒng)使用的催化劑為CuO及ZnO組成的雙組分催化劑，其重量百分比為50：50。

在步驟g 中，水儲存罐中的水在經(jīng)過第一換熱器后，再經(jīng)第二換熱器輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，所述步驟b中制得的高溫氧氣經(jīng)第二換熱器后儲存于氧氣儲存罐中。

所述高溫電解制氫系統(tǒng)設(shè)有固體氧化物電解堆SOEC，固體氧化物電解堆SOEC的陰極材料為Ni，陽極材料為LaMnO₃，電解質(zhì)為摻雜Sc₂O₃的ZrO₂，電解溫度為800℃～900℃，電解壓力為5.5-6.2Mpa，電解直流電壓為36V；高溫電解制氫系統(tǒng)還設(shè)有用于磁化高溫水蒸氣的磁化裝置。

本發(fā)明的有益效果是：其一、本發(fā)明利用太陽能聚熱或太陽能發(fā)電，使高溫水蒸氣制備系統(tǒng)制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，并供應(yīng)給高溫電解制氫裝置，再利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)為高溫電解制氫裝置供應(yīng)直流電，高溫電解制氫裝置電解高溫水蒸氣制得氫氣及氧氣，其制氫效率非常高，并使太陽能得到充分利用；其二、本發(fā)明利用氣體混合裝置將高溫氫氣與二氧化碳混合成中溫氣體輸向甲醇合成系統(tǒng)，使進(jìn)入甲醇合成系統(tǒng)的混合氣體溫度基本接近合成甲醇所需要的溫度，從而提高了加熱混合氣體效率，節(jié)約了加熱混合氣體所需求的能量；其三、在甲醇合成系統(tǒng)中，將合成溫度調(diào)整為220-260℃，將壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa，將氣體空速控制在12000-16000h^-1，能使甲醇的合成效率達(dá)到最佳；其四、甲醇水稀溶液經(jīng)分子篩膜分離器后，能分離出純凈水，減少了甲醇浪費(fèi)；其五、分離出的水儲存于水儲存罐中，又能在輸送泵的泵送作用下，經(jīng)第一換熱器升溫后，輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，從而使制甲醇所產(chǎn)生的副產(chǎn)物水得到充分利用；其六、通過利用第一換熱器及第二換熱器，使水的溫度迅速升高，甚至氣化，從而大幅降低高溫水蒸氣制備系統(tǒng)的熱量需求，進(jìn)一步提高太陽能利用效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的整體結(jié)構(gòu)方框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的整體結(jié)構(gòu)方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一：

如圖1所示，一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備，包括：

太陽能聚熱系統(tǒng)1，用于聚光、集熱，為高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2提供熱能；該太陽能聚熱系統(tǒng)包括太陽能聚光集熱器，該太陽能聚光集熱器為槽式太陽能聚光器、碟式太陽能聚光器、塔式太陽能聚光器、復(fù)合拋物面式聚光器中的任意一種；

高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2，用于利用太陽能聚熱系統(tǒng)1提供的熱能制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，該高溫水蒸氣供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)3；

太陽能發(fā)電系統(tǒng)4，用于利用太陽能發(fā)出直流電，供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)3；該太陽能發(fā)電系統(tǒng)4包括太陽能電池，該太陽能電池為單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池；

高溫電解制氫系統(tǒng)3，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)4供應(yīng)的直流電，對高溫水蒸氣進(jìn)行電解制氫及制氧，制得的高溫氫氣輸向氣體混合裝置5；

二氧化碳制備系統(tǒng)6，用于制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置5；二氧化碳制備系統(tǒng)6可利用高溫煅燒石灰石等方法制備，也可直接利用空氣提煉；

氣體混合裝置5，用于將高溫氫氣及二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)7；

甲醇合成系統(tǒng)7，用于氫氣和二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體；甲醇合成系統(tǒng)設(shè)有控溫裝置及控壓裝置（圖中未示出），其中，控溫裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)7的合成溫度調(diào)整為220-260℃，控壓裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)7的壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa；

第一換熱器8，安裝于甲醇合成系統(tǒng)7與分子篩膜分離器9之間的輸送管道上，甲醇水混合氣體在第一換熱器8中，與從水儲存罐10輸送過來的水進(jìn)行換熱，甲醇水混合氣體溫度降低，液化成甲醇水稀溶液，水的溫度升高；

分子篩膜分離器9，用于分離甲醇水稀溶液中的水，使甲醇水稀溶液變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐10，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐11；甲醇的分子動力學(xué)直徑是0.38nm,水為0.29nm,采用4A分子篩膜可以脫除甲醇中的水；4A分子篩膜孔徑為0.42nm,盡管比甲醇分子直徑要大,但其具有超強(qiáng)的親水性,水組分優(yōu)先吸附于分子篩膜孔道中并通過,從而也可堵塞甲醇滲透通道,可以達(dá)到很高的分離因子；

甲醇儲存罐11，用于儲存甲醇水濃溶液；

水儲存罐10，用于儲存水，并接收從分子篩膜分離器9分離出來的水，當(dāng)然，水儲存罐10中也可直接加入純凈水；

輸送泵12，用于將水儲存罐10中的水泵送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2，該輸送泵12由太陽能發(fā)電系統(tǒng)4供電。

在上述技術(shù)方案中，高溫電解制氫系統(tǒng)設(shè)有固體氧化物電解堆SOEC，固體氧化物電解堆SOEC的陰極材料為Ni，陽極材料為LaMnO₃，電解質(zhì)為摻雜Sc₂O₃的ZrO₂，電解溫度為800℃～900℃，電解壓力為5.5-6.2Mpa，電解直流電壓為36V，這樣電解制氫效率達(dá)到最佳；此外，高溫電解制氫系統(tǒng)還設(shè)有用于磁化高溫水蒸氣的磁化裝置，雖然水蒸氣在磁化時(shí)獲得的能量很少，但是磁化過程能觸發(fā)水蒸氣活化能，起著催化水蒸氣活化作用。

在上述技術(shù)方案中，高溫電解制氫系統(tǒng)的內(nèi)部壓力由水蒸氣自然形成，甲醇合成系統(tǒng)的內(nèi)部壓力由混合氣體自然形成；此外，甲醇合成系統(tǒng)優(yōu)選為管道式甲醇合成系統(tǒng)。

如圖1所示，所述太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備還包括氧氣儲存罐14及第二換熱器13，所述高溫電解制氫系統(tǒng)3制得的氧氣經(jīng)第二換熱器13后儲存于氧氣儲存罐14中，所述從水儲存罐10輸送過來的水經(jīng)第二換熱器13后輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2；在第二換熱器14中，氧氣溫度降低，水溫度升高，甚至氣化。

實(shí)施例二：

如圖2所示，一種太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備，包括：

太陽能發(fā)電系統(tǒng)4，用于太陽能發(fā)電，供應(yīng)給高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2及高溫電解制氫系統(tǒng)3；該太陽能發(fā)電系統(tǒng)4包括太陽能電池，該太陽能電池為單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池；

高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2，其內(nèi)設(shè)有利用太陽能供電的電加熱器（圖中未示出），高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2利用電加熱器的熱能，制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，供應(yīng)給高溫電解制氫系統(tǒng)3；

高溫電解制氫系統(tǒng)3，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)4供應(yīng)的直流電，對高溫水蒸氣進(jìn)行電解制氫及制氧，制得的高溫氫氣輸向氣體混合裝置5；

二氧化碳制備系統(tǒng)6，用于制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置5；二氧化碳制備系統(tǒng)6可利用高溫煅燒石灰石等方法制備，也可直接利用空氣提煉；

氣體混合裝置5，用于將高溫氫氣及二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)7；

甲醇合成系統(tǒng)7，用于氫氣和二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體；甲醇合成系統(tǒng)設(shè)有控溫裝置及控壓裝置（圖中未示出），其中，控溫裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)7的合成溫度調(diào)整為220-260℃，控壓裝置用于將甲醇合成系統(tǒng)7的壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa；

第一換熱器8，安裝于甲醇合成系統(tǒng)7與分子篩膜分離器9之間的輸送管道上，甲醇水混合氣體在第一換熱器8中，與從水儲存罐10輸送過來的水進(jìn)行換熱，甲醇水混合氣體溫度降低，液化成甲醇水稀溶液，水的溫度升高；

分子篩膜分離器9，用于分離甲醇水稀溶液中的水，使甲醇水稀溶液變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐10，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐11；甲醇的分子動力學(xué)直徑是0.38nm,水為0.29nm,采用4A分子篩膜可以脫除甲醇中的水；4A分子篩膜孔徑為0.42nm,盡管比甲醇分子直徑要大,但其具有超強(qiáng)的親水性,水組分優(yōu)先吸附于分子篩膜孔道中并通過,從而也可堵塞甲醇滲透通道,可以達(dá)到很高的分離因子；

甲醇儲存罐11，用于儲存甲醇水濃溶液；

水儲存罐10，用于儲存水，并接收從分子篩膜分離器9分離出來的水，當(dāng)然，水儲存罐10中也可直接加入純凈水；

輸送泵12，用于將水儲存罐10中的水泵送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2，該輸送泵12由太陽能發(fā)電系統(tǒng)4供電。

在上述技術(shù)方案中，高溫電解制氫系統(tǒng)設(shè)有固體氧化物電解堆SOEC，固體氧化物電解堆SOEC的陰極材料為Ni，陽極材料為LaMnO₃，電解質(zhì)為摻雜Sc₂O₃的ZrO₂，電解溫度為800℃～900℃，電解壓力為5.5-6.2Mpa，電解直流電壓為36V，這樣電解制氫效率達(dá)到最佳；此外，高溫電解制氫系統(tǒng)還設(shè)有用于磁化高溫水蒸氣的磁化裝置，雖然水蒸氣在磁化時(shí)獲得的能量很少，但是磁化過程能觸發(fā)水蒸氣活化能，起著催化水蒸氣活化作用。

在上述技術(shù)方案中，高溫電解制氫系統(tǒng)的內(nèi)部壓力由水蒸氣自然形成，甲醇合成系統(tǒng)的內(nèi)部壓力由混合氣體自然形成；此外，甲醇合成系統(tǒng)優(yōu)選為管道式甲醇合成系統(tǒng)。

如圖2所示，所述太陽能制氫合成甲醇的設(shè)備還包括氧氣儲存罐14及第二換熱器13，所述高溫電解制氫系統(tǒng)3制得的氧氣經(jīng)第二換熱器13后儲存于氧氣儲存罐14中，所述從水儲存罐10輸送過來的水經(jīng)第二換熱器13后輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)2；在第二換熱器14中，氧氣溫度降低，水溫度升高，甚至氣化。

如圖2所示，所述高溫電解制氫系統(tǒng)3設(shè)有固體氧化物電解堆（圖中未示出），所述直流電為36V，固體氧化物電解堆的結(jié)構(gòu)可參照中國發(fā)明申請201510126438.9。

實(shí)施例三：

一種太陽能制氫合成甲醇工藝，包括以下工藝步驟：

a.利用太陽能聚熱或太陽能發(fā)電，使高溫水蒸氣制備系統(tǒng)工作，制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，并供應(yīng)給高溫電解制氫裝置；

b.利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)為高溫電解制氫裝置供應(yīng)直流電，高溫電解制氫裝置電解高溫水蒸氣制得氫氣及氧氣，其中，高溫氫氣輸向氣體混合裝置；與此同時(shí)，利用二氧化碳制備系統(tǒng)制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置；

c.在氣體混合裝置中，高溫氫氣與二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統(tǒng)；

d.在甲醇合成系統(tǒng)中，將合成溫度調(diào)整為220-260℃，將壓力調(diào)整為5.5-6.2Mpa，將氣體空速控制在12000-16000h^-1，氫氣、二氧化碳在催化劑作用下合成為甲醇水混合氣體。

e.甲醇水混合氣體經(jīng)第一換熱器后，液化甲醇水稀溶液，進(jìn)入分子篩膜分離器；

f.甲醇水稀溶液經(jīng)分子篩膜分離器后分離出大量的水，變成甲醇水濃溶液，分離之后的水輸送至水儲存罐，甲醇水濃溶液輸送至甲醇儲存罐；

g.水儲存罐中的水在輸送泵的泵送作用下，經(jīng)第一換熱器升溫后，輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，以便制備成高溫電解制氫裝置所需要的高溫水蒸氣。

優(yōu)選地，所述高溫電解制氫系統(tǒng)設(shè)有固體氧化物電解堆SOEC，固體氧化物電解堆SOEC的陰極材料為Ni，陽極材料為LaMnO₃，電解質(zhì)為摻雜Sc₂O₃的ZrO₂，電解溫度為800℃～900℃，電解壓力為5.5-6.2Mpa，電解直流電壓為36V，這樣電解制氫效率達(dá)到最佳；此外，高溫電解制氫系統(tǒng)還設(shè)有用于磁化高溫水蒸氣的磁化裝置，雖然水蒸氣在磁化時(shí)獲得的能量很少，但是磁化過程能觸發(fā)水蒸氣活化能，起著催化水蒸氣活化作用。

優(yōu)選地，所述甲醇合成系統(tǒng)使用的催化劑為CuO及ZnO組成的雙組分催化劑，其重量百分比為50：50。

在步驟g 中，水儲存罐中的水在經(jīng)過第一換熱器后，再經(jīng)第二換熱器輸送至高溫水蒸氣制備系統(tǒng)，所述步驟b中制得的高溫氧氣經(jīng)第二換熱器后儲存于氧氣儲存罐中。

以上所述，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施方式，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案對以上的實(shí)施方式所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。