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龙图腾网获悉新乡市长城机械有限公司申请的专利一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120040098B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510516544.1，技术领域涉及：C04B7/38；该发明授权一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统及方法是由王梦轩;赵化冲;郭朋朋;史立新;高敏设计研发完成，并于2025-04-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统及方法，该系统包括光伏发电系统、电解水制氢系统、生料粉磨系统、回转窑煅烧系统、水泥粉磨系统及碳资源化利用装置；光伏系统为电解装置提供清洁电源，采用固体氧化物电解池在高温下高效制备氢气；氢气经多点喷射与氧气助燃结构输入回转窑作为唯一燃料，实现水泥煅烧过程的零碳排放；系统尾气中的二氧化碳经净化后与氢气共同合成甲醇，构建能量—碳循环闭环路径；通过多级余热回收与智能控制系统，实现光伏出力、电解负荷、煅烧热强度与碳转化效率的联动优化；该发明在提升能源利用效率、降低碳排放、促进资源协同与智能化控制方面具有显著优势，适用于新型绿色水泥工业平台的构建。

本发明授权一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥方法，其特征在于：包括一种利用光伏发电制氢生产低碳水泥系统，该系统由光伏发电系统、电解水制氢系统、生料粉磨系统、回转窑煅烧系统、水泥粉磨系统组成，光伏发电系统包括光伏板11、逆变器10和蓄电池，光伏板11安装在水泥系统的的防雨棚上，电解水制氢系统包括电解池13、氢气储气罐14和氧气储气罐15，电解池13分别与氢气储气罐14和氧气储气罐15连接，生料粉磨系统包括原料仓一4、生料立磨机5、收尘器一6、生料成品仓7和烟囱一9组成，原料仓一4出料口与生料立磨机5的进料口连接，生料立磨机5的出料口与收尘器一6连接，收尘器一6的出料口与生料成品仓7连接，收尘器一6的出尘口与烟囱一9连接，回转窑煅烧系统包括旋风预热器8、回转窑12、篦冷机16、收尘器二17、烟囱二18和熟料成品仓19，生料成品仓7通过旋风预热器8与回转窑12进料口连接，回转窑12的燃料进口与氢气储气罐14连接，回转窑12出料口与篦冷机16进料口连接，旋风预热器8通过收尘器二17与烟囱二18连接，篦冷机16的出料口和收尘器二17出料口与熟料成品仓19连接，水泥粉磨系统包括原料仓二22、水泥立磨机23、收尘器三24和成品仓25，原料仓二22的进料口与水泥配料系统连接，原料仓二22的出料口与水泥立磨机23的进料口连接，水泥立磨机23通过收尘器三24与成品仓25连接，电解池13为固体氧化物电解池，固体氧化物电解池工作温度为600℃-850℃，以氧化钇稳定氧化锆为固体电解质，以Ni-YSZ为阴极，以La1-xSrxMnO3为阳极，在高温下将水蒸气电解生成氢气和氧气；电解池13的高温供热通过与回转窑煅烧系统尾气余热进行热交换，为电解水制氢系统提供工作热能；SOEC模块包括：电解池主体，由多层串联结构组成，每一电解单元均采用如下材料配置： 阴极：采用Ni-YSZ复合材料，YSZ氧化钇稳定氧化锆质量分数为50%，镍粉粒径为1-3μm，通过共烧方式制得复合结构电极层，其具备良好的电子-氧离子双导性和多孔结构，有利于水蒸气在电极表面反应生成氢气； 电解质层：采用YSZ氧化钇稳定氧化锆陶瓷片，具备高氧离子迁移率，在600-850℃温区内工作性能稳定； 阳极：采用La0.8Sr0.2MnO3为主要材料，制备钙钛矿型导电陶瓷，涂覆于电解质另一侧并经高温烧结形成致密层，用于氧离子释放电子形成氧气； 加热与热耦合结构：电解池模块设有独立保温壳体，与水泥回转窑尾端烟气通过壳体下部的热交换器盘管进行换热，热交换后SOEC内部温度维持在720℃-780℃区间内，无需外加电加热； 光伏供电系统接口：SOEC模块通过直流母线接入光伏逆变器输出端，采用动态稳压控制策略，在光伏日照强、发电量高时进行最大功率点追踪MPPT供电，驱动SOEC系统开展高效水蒸气电解； 氢气储气罐14经气体干燥器处理后送入甲醇合成系统，回转窑12尾气排出的二氧化碳经过处理后和氢气储气罐14中经气体干燥器处理后的氢气送入甲醇合成系统，甲醇合成系统包括混合压缩单元、催化反应单元、冷凝分离单元和循环回收单元，混合压缩单元用于将氢气与二氧化碳按摩尔比3:1进行混合，并压缩至5-10MPa；催化反应单元为固定床反应器，填充有CuZnOAl2O3多相催化剂，在250°C、7MPa的条件下进行催化合成反应；冷凝分离单元用于将反应产物降温至30°C以下，使甲醇液体析出，与未反应气体分离；循环回收单元用于将未反应气体回送至混合压缩单元进行循环反应； 所述方法包括以下步骤： 步骤一：利用设置在水泥生产线防雨棚上的光伏板11采集太阳能，并通过逆变器10转化为直流电能，直流电用于电解水制氢系统； 步骤二：电解水制氢系统对水进行电解，生成氢气与氧气，其中氢气储存于氢气储气罐14中备用，氧气储气罐15中的用于后续煅烧助燃或售卖； 步骤三：将所述氢气代替煤粉作为唯一燃料通入回转窑12，通过多点喷燃结构进行高效燃烧，实现生料煅烧生成熟料的过程； 步骤四：在步骤二中将产生剩余氢气与回转窑煅烧系统中产生的二氧化碳输送至甲醇合成系统反应，生成绿色甲醇用于售卖或厂内使用； 步骤五：将回转窑煅烧系统所得熟料与粉煤灰、石膏辅料按比例混合，并送入水泥粉磨系统粉磨至目标比表面积，得到水泥成品； 步骤六：将回转窑煅烧系统及电解水系统的废热通过多级余热回收系统进行分级热交换，并分别用于电解池供热、厂区供暖或其他低温工艺段供能； 步骤七：采用智能控制系统对步骤一至六中的光伏发电、电解负荷、氢气流量、煅烧温度及甲醇合成效率进行动态联调，实现热-电-碳联动平衡优化。

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