CO2捕集-转化制合成气的系统的制作方法
co2捕集-转化制合成气的系统
技术领域
1.本实用新型涉及二氧化碳捕集与转化和太阳能利用领域，具体涉及co2捕集-转化制合成气的系统。
背景技术：
2.合成气(主要含有一氧化碳和氢气)作为制备甲醇、醋酸、烯烃、合成油等重要化工产品的原料，具有广泛的用途，地位举足轻重。目前，国内的合成气主要依靠煤气化技术获得，该技术成熟、具有原料适应性强、有效气体成分高等优点，但存在能耗大、碳排量大的问题，已无法适应低碳节能的工业理念，并带来环境负效应。
[0003]“碳捕集与利用(ccu)”技术通过co2捕集与分离及加氢催化将co2转化为合成气产品，有望成为目前煤气化制合成气途径的替代或补偿方案。目前能源密集型行业所排放的燃烧烟气中co2量巨大，可为ccu途径制备合成气提供充足碳源。但ccu技术同样存在一些制约性问题，譬如co2的分离和转化彼此独立，工艺过程繁琐，能耗及运行成本高等问题。提供一种低碳节能、过程简单的合成气生产工艺具有重要意义。
技术实现要素：
[0004]
本实用新型针对现有co2捕集与利用技术中存在的co2分离和转化过程独立且反应条件变化所带来的工艺繁琐问题，以及存在能耗和运行成本高的问题，提供一种co2捕集-转化制合成气的系统。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型提供一种co2捕集-转化制合成气的系统，包括：集热发电单元、制氢单元、co2捕集-转化单元和控制单元；
[0006]
其中，所述集热发电单元包括太阳能聚集装置、光谱分频器和光伏电池，用于对太阳光进行聚光分频，得到短波光和长波光，并利用所述短波光进行光伏发电得到电能；
[0007]
所述制氢单元包括光伏逆变器和电解水槽，用于利用所述电能分解水，得到h2；
[0008]
所述co2捕集-转化单元包括双螺旋管集热反应器，用于在所述长波光提供的温度下，利用co2捕集-转化双功能催化剂对含co2的烟气进行co2吸附，得到的脱碳烟气进行收集，并将吸附co2的催化剂与所述制氢单元得到的h2混合进行逆水煤气变换反应，得到合成气；
[0009]
所述控制单元包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，用于控制所述co2捕集-转化单元中的co2吸附和逆水煤气变换反应交替进行，实现合成气连续产出。
[0010]
优选地，所述光谱分频器、光伏电池和双螺旋管集热反应器设置在所述太阳能聚集装置的上方。
[0011]
优选地，所述光伏电池设置在所述光谱分频器产生的短波光辐照方向。
[0012]
优选地，所述双螺旋管集热反应器设置在所述光谱分频器产生的长波光辐照方向。
[0013]
优选地，在所述集热发电单元中，所述太阳能聚集装置选自碟式聚光镜、线性菲涅
耳聚光镜、塔式聚光镜和槽式聚光镜中的至少一种。
[0014]
优选地，在所述集热发电单元中，所述光伏电池的背板中设置有换热通道，用于在所述含co2的烟气进入所述双螺旋管集热反应器之前，通过热交换对所述含co2的烟气进行预热处理，并实现对所述光伏电池控温。
[0015]
优选地，所述制氢单元还包括气液分离器和冷却器；
[0016]
所述气液分离器分别连接所述电解水槽和冷却器，用于将分解水产物进行分离，所得h2进入所述冷却器，水蒸气返回所述电解水槽，o2引出界区外；
[0017]
所述冷却器分别连接所述气液分离器和双螺旋管集热反应器，用于进一步除去h2中的水蒸气并降温，向所述双螺旋管集热反应器提供纯净h2。
[0018]
优选地，在所述co2捕集-转化单元中，所述双螺旋管集热反应器包括两根并联且相互螺旋缠绕的反应管，所述反应管的表面涂覆吸热涂层。
[0019]
优选地，所述双螺旋管集热反应器的两根反应管中均装填所述co2捕集-转化双功能催化剂。
[0020]
优选地，在所述控制单元中，所述第一控制阀、第二控制阀各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器、光伏电池的换热通道、冷却器以及外界，且所述第一控制阀、第二控制阀分别与双螺旋管集热反应器中不同反应管的进料口连接；
[0021]
所述第三控制阀、第四控制阀各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器以及外界，且所述第三控制阀、第四控制阀分别与双螺旋管集热反应器中不同反应管的出料口连接。
[0022]
通过上述技术方案，本实用新型提供的co2捕集-转化制合成气的系统具有如下有益效果：
[0023]
基于太阳能全光谱分频热电联用，实现co2吸附捕集、转化所需能量以及反应所需氢源的制备能耗均由太阳能提供，并能够在同一反应装置、同一反应环境内完成烟气中co2的分离捕集与加氢催化转化过程，实现co2捕集与利用的集成，将太阳热能转化为高品位燃料化学能。该系统在运行过程中无需现有工艺中的co2提纯与运输环节，流程繁琐度及系统运转能耗大幅降低，并有效对光伏电池余热及烟气余热进行利用，带来系统脱碳能耗节省。
附图说明
[0024]
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0025]
图1是本实用新型一种实施方式的co2捕集-转化制合成气的系统示意图。
[0026]
附图标记说明
[0027]
1-太阳能聚集装置
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2-光谱分频器
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3-光伏电池
[0028]
4-光伏逆变器
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5-电解水槽
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6-双螺旋管集热反应器
[0029]
7-气液分离器
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8-冷却器
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v-1-第一控制阀
[0030]
v-2-第二控制阀
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v-3-第三控制阀
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v-4-第四控制阀
具体实施方式
[0031]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0032]
本实用新型提供的co2捕集-转化制合成气的系统，如图1所示，包括：集热发电单元i、制氢单元ii、co2捕集-转化单元iii和控制单元iv；
[0033]
其中，所述集热发电单元i包括太阳能聚集装置1、光谱分频器2和光伏电池3，用于对太阳光进行聚光分频，得到短波光和长波光，并利用所述短波光进行光伏发电得到电能；
[0034]
所述制氢单元ii包括光伏逆变器4和电解水槽5，用于利用所述电能分解水，得到h2；
[0035]
所述co2捕集-转化单元iii包括双螺旋管集热反应器6，用于在所述长波光提供的温度下，利用co2捕集-转化双功能催化剂对含co2的烟气进行co2吸附，得到的脱碳烟气进行收集，并将吸附co2的催化剂与所述制氢单元ii得到的h2混合进行逆水煤气变换反应，得到合成气；
[0036]
所述控制单元iv包括第一控制阀v-1、第二控制阀v-2、第三控制阀v-3和第四控制阀v-4，用于控制所述co2捕集-转化单元iii中的co2吸附和逆水煤气变换反应交替进行，实现合成气连续产出。
[0037]
根据本实用新型，在所述系统的集热发电单元i中，所述太阳能聚集装置1用于收集、会聚全光谱太阳光，实现向所述系统输入太阳能。
[0038]
根据本实用新型，在所述系统的集热发电单元i中，所述太阳能聚集装置1会聚的全光谱太阳光通过所述光谱分频器2进行分频，得到短波光和长波光。
[0039]
根据本实用新型，所述短波光的波长为280-900nm，用于光伏发电制氢；所述长波光的波长为900nm-2500nm，用于为所述co2捕集-转化单元iii提供热能。
[0040]
本实用新型对所述光谱分频器2的限定范围较宽，可以采用常规的光谱分频器，只要能够实现将全光谱太阳光分频为上述波长范围的短波光和长波光即可。
[0041]
根据本实用新型，在所述系统的集热发电单元i中，所述光谱分频器2分频得到短波光辐照所述光伏电池3，使得所述光伏电池3产电并输出电能。
[0042]
本实用新型对所述光伏电池3的限定范围较宽，可以采用常规的光伏电池。
[0043]
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述光伏电池3采用砷化镓电池，日常运行温度在120℃左右，具有较好的耐高温性能，在250℃时仍可以正常工作，利于与高倍聚光镜协同配合。
[0044]
根据本实用新型，在所述系统的集热发电单元i中，所述光谱分频器2、光伏电池3和双螺旋管集热反应器6设置在所述太阳能聚集装置1的上方，不仅利于各装置充分获取太阳能，还可实现所述集热发电单元i的占地空间节约。
[0045]
根据本实用新型，所述光伏电池3设置在所述光谱分频器2产生的短波光辐照方向，以充分利用短波光发电。
[0046]
根据本实用新型，所述双螺旋管集热反应器6设置在所述光谱分频器2产生的长波光辐照方向，以充分利用长波光实现集热，达到co2捕集与催化转化制备合成气的温度需要。
[0047]
根据本实用新型，通过调节光谱分频器2中分光膜的截止波长和太阳能聚集装置1
的聚光比可实现光谱分频热电联用的能量优化分配，以满足co2捕集和催化的能量和温度需求，提高太阳能全光谱利用效率。
[0048]
根据本实用新型，在所述系统的集热发电单元i中，对所述太阳能聚集装置1的限定范围较宽，例如可以选自碟式聚光镜、线性菲涅耳聚光镜、塔式聚光镜和槽式聚光镜中的至少一种。优选地，所述太阳能聚集装置1采用槽式聚光镜，对聚光比的要求较低，在同成本的镜场面积条件下，利于所述系统采用体积更大的集热反应器，带来更大的烟气处理量以及合成气产量。
[0049]
根据本实用新型，由于光伏电池在持续工作过程中放热以及通常情况下光伏电池对温度的负响应特性，优选地，所述光伏电池3的背板中设置有换热通道，用于在所述含co2的烟气进入所述双螺旋管集热反应器6之前，通过热交换对所述含co2的烟气进行预热处理，同时实现对所述光伏电池3所产生过剩热量的转移，达到电池控温，提高发电效率的目的。
[0050]
根据本实用新型，优选地，可以将温度传感器布置在所述光伏电池3的换热通道中，对进入换热通道的含co2的烟气流量进行温感调控，更利于所述光伏电池温3保持最佳工况温度并持续高效输出电能。
[0051]
在本实用新型中，所述含co2的烟气可以为各类低分压烟气碳排放，包括但不限于火力发电、钢铁行业、化工行业、机械制造等领域排放的含有co2的烟气，也可以为上述烟气经分离提纯后所获得的纯co2。优选地，在所述含co2的烟气中，co2的含量≥10v％。
[0052]
根据本实用新型，在所述系统的制氢单元ii中，所述光伏逆变器4通过电缆分别连接所述光伏电池3和电解水槽5。所述光伏电池3产生的可变直流电经所述光伏逆变器4转换为稳定电压的交流电，并输送至所述电解水槽5进行电解水制氢。
[0053]
本实用新型对所述光伏逆变器4的限定范围较宽，可以采用常规的光伏逆变器。
[0054]
根据本实用新型，所述制氢单元ii还包括气液分离器7和冷却器8；
[0055]
进一步地，所述气液分离器7分别连接所述电解水槽5和冷却器8，用于将分解水产物进行分离，所得h2进入所述冷却器8，水蒸气返回所述电解水槽5，o2引出界区外；
[0056]
进一步地，所述冷却器8分别连接所述气液分离器7和双螺旋管集热反应器6，用于进一步除去h2中的水蒸气并降温，向所述双螺旋管集热反应器6提供纯净h2。
[0057]
根据本实用新型，所述co2捕集-转化单元iii中，所述双螺旋管集热反应器6包括两根并联且相互螺旋缠绕的反应管，所述反应管的表面涂覆吸热涂层。
[0058]
在本实用新型中，所述双螺旋管集热反应器6的两根反应管相互并联，每根反应管各自具有独立的进料口和出料口。采用双管并联且相互螺旋缠绕的结构，利于获得更好的传热效率，降低热损失。
[0059]
根据本实用新型，所述双螺旋管集热反应器6的两根反应管中均装填co2捕集-转化双功能催化剂。通过采用双螺旋管集热反应器，相较于普通单管集热反应器，能够通过双管联合运行的方式实现合成气的连续产出。
[0060]
在本实用新型中，所述co2捕集-转化双功能催化剂的主要组分包括碱基吸附组分(na2o、k2o、mgo或cao等)和催化组分(ni、ru或rh等)，具有co2吸附和原位转化性能，能够吸附捕集co2并将其原位转化为ch4或co。所述co2捕集-转化双功能催化剂可以采用本领域中已知的方法自制获得，也可以采用商购牌号的产品。
[0061]
在本实用新型的一种优选实施方式，所述co2捕集-转化双功能催化剂的组分包括：活性金属组分、金属氧化物助剂和氧化钙；其中，基于所述材料的总重量，所述活性金属组分的含量为1-30wt％，所述金属氧化物助剂的含量为1-20wt％，氧化钙的含量为50-98wt％；
[0062]
所述活性金属组分为ru、rh、pt、ni、co中的至少一种；
[0063]
所述金属氧化物助剂为al2o3、mgo、zro2、ceo2中的至少一种。
[0064]
根据本实用新型，在所述双螺旋管集热反应器6中，所述含co2的烟气与反应器中装填的co2捕集-转化双功能催化剂接触，烟气中的co2被催化剂吸附捕集，吸附结束后，来自所述制氢单元ii的h2进入反应器，吸附了co2的催化剂在h2氛围下完成co2解吸，同时解吸出的co2在所述催化剂的作用下与h2发生逆水煤气变换反应，生成co，并与未反应的h2混合成为合成气产品从反应器排出。
[0065]
在本实用新型中，所述co2吸附与所述逆水煤气变换反应在相同的温度(400-600℃范围内)下进行。
[0066]
根据本实用新型，在所述控制单元iv中，所述第一控制阀v-1、第二控制阀v-2各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器6、光伏电池3的换热通道、冷却器8以及外界，且所述第一控制阀v-1、第二控制阀v-2分别与双螺旋管集热反应器6中不同反应管的进料口连接。通过这种连接方式，能够实现根据co2吸附或催化转化的需要将不同的气体(含co2的烟气、h2或吹扫用n2)切换进入不同的反应管。
[0067]
根据本实用新型，在所述控制单元iv中，所述第三控制阀v-3、第四控制阀v-4各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器6以及外界，且所述第三控制阀v-3、第四控制阀v-4分别与双螺旋管集热反应器6中不同反应管的出料口连接。通过这种连接方式，能够实现脱碳烟气以及合成气从不同的反应管中切换排出。
[0068]
在本实用新型中，所述第一控制阀v-1、第二控制阀v-2、第三控制阀v-3和第四控制阀v-4优选采用四通阀。
[0069]
根据本实用新型，在所述控制单元iv中，通过调控所述第一控制阀v-1、第二控制阀v-2、第三控制阀v-3和第四控制阀v-4的开闭，可实现在一根反应管处于co2吸附阶段时，另一根反应管处于co2解吸及合成气产出阶段，两根反应管中交替进行co2的分离捕集与加氢催化转化过程，进而实现合成气的连续产出。
[0070]
以下结合本实用新型提供的图1所示的co2捕集-转化制合成气的系统，阐述该系统进行co2捕集-转化制合成气的工作过程及效果。
[0071]
1、原料获取：
[0072]
烟气取自某燃煤电厂，其中，h2o的含量为15v％，so
x
的含量为0.01v％，co2的含量为12v％，o2的含量为7v％，其余为n2。
[0073]
co2捕集-转化双功能催化剂的组分：cao(含量80wt％)+ni(含量10wt％)+zro2(含量10wt％)，制备步骤如下：
[0074]
(1)将电石渣与丙酸水溶液(浓度为30wt％)以1：20的重量比进行充分搅拌混合2h，得到混合物；
[0075]
(2)将步骤(1)所得混合物进行过滤，并向所得滤液中同时加入硝酸镍、硝酸锆和柠檬酸充分搅拌混合，得到均匀的混合溶液；其中，柠檬酸与滤液中钙离子的摩尔比为1.1：
1；硝酸镍与滤液中钙元素的重量比为0.62：1；硝酸锆与滤液中钙元素的重量比为0.24：1；
[0076]
(3)将步骤(2)所得混合溶液在80℃恒温水浴中搅拌3h，得到湿凝胶，之后在110℃下干燥10h，得到干凝胶；将干凝胶研磨粉碎，之后在空气气氛中以3℃/min的升温速率从室温升至850℃，保温煅烧4h，得到煅烧产物；将煅烧产物研磨至粒径为100-300μm，之后在氢气气氛下进行还原(还原反应条件：温度为650℃，压力为0.1mpa，体积空速为12000h-1
)，得到co2捕集-转化双功能催化剂。
[0077]
2、co2捕集-转化制合成气系统的工作过程：
[0078]
太阳光垂直入射至槽式聚光镜1(规格：镜面开口长度4m
×
宽度2.55m，聚光比为30)，反射聚光经过光谱分频器2分频，得到的短波光(波长为280-900nm)辐照砷化镓光伏电池3(规格：长度4m
×
宽度0.085m)，在电池内部，通过激发半导体产生电子空穴对的方式产电，为电解水制氢提供可再生电能；得到的长波光(波长为900nm-2500nm)辐照双螺旋管集热反应器6，为反应器内co2的吸附捕集与转化提供高温和能量；
[0079]
砷化镓光伏电池3所产电能通过电缆输送至光伏逆变器4，经交流直流变换，将稳定电压电流输送至电解水槽5分解水；分解水产物依次经气液分离器7及冷却器8，得到纯净的h2；
[0080]
烟气经除尘、脱硫和脱硝处理后，输送至砷化镓光伏电池3背板中的换热通道，经热交换，烟气预热至110℃，并实现维持砷化镓光伏电池3的工作温度为120℃；
[0081]
预热后的烟气输送至双螺旋管集热反应器6，反应器的两个反应管涂覆黑铬涂层并均装填co2捕集-转化双功能催化剂，第一股烟气通过四通阀v-1进入第一个反应管，在太阳光分频得到的长波光提供的温度下，烟气中的co2被催化剂吸附捕集，所得脱碳烟气经第一个反应管的出料端及四通阀v-3排出并进行收集，吸附结束后，吹扫n2经四通阀v-1进入第一个反应器进行吹扫除氧，吹扫结束后，来自冷却器8的h2经四通阀v-1输送至第一个反应器，吸附co2的催化剂在h2氛围下完成co2解吸，解吸出的co2在催化剂的作用下与h2进行逆水煤气变换反应(co2吸附与逆水煤气变换反应在相同的温度下进行，温度为600℃)，生成co，所得co与未反应的h2混合成为合成气，经第一个反应管的出料端及四通阀v-3排出(在第一个反应器进行co2解析与转化的同时，另一股烟气通过四通阀v-2进入第二个反应管进行co2吸附，所得脱碳烟气经第二个反应管的出料端及四通阀v-4排出并进行收集，并且在第一个反应管完成co2转化并随即开始对新一股烟气进行co2吸附时，第二个反应管开始进行co2解析与转化，得到的合成气经第二个反应管的出料端及四通阀v-4排出)；
[0082]
控制四通阀v-1、v-2、v-3、v-4的开闭，实现双螺旋管集热反应器6中的一个反应管处于co2吸附阶段时，另一个反应管处于co2解吸及合成气产出阶段，双管交替进行吸附与转化过程，实现合成气的连续产出。
[0083]
3、获得的效果：
[0084]
利用上述系统，烟气中co2捕集及转化所需的能耗以及制氢能耗均来自太阳能，在同一反应器、同一反应环境内实现co2捕集、转化过程，且由co2捕集切换至催化转化后无需改变反应条件，也无需传统工艺中的co2提纯、运输环节，简化了流程及系统运转能耗。
[0085]
按照全年太阳光照强度为0.8kw/m2、系统工作时间为10h/天、全年工作300天、合成气中co/h2目标比例为1:1计算，其中的电解水产物氧气可作为系统增值产品，以市场价折算制备合成气成本为0.217元/m3，而传统的shell、texaco等煤气化制合成气的成本分别
为0.25元/m3和0.26元/m3，采用本实用新型的系统不但能实现碳减排，所提供的合成气产品还具有较大的市场优势。
[0086]
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种co2捕集-转化制合成气的系统，其特征在于，包括：集热发电单元(i)、制氢单元(ii)、co2捕集-转化单元(iii)和控制单元(iv)；其中，所述集热发电单元(i)包括太阳能聚集装置(1)、光谱分频器(2)和光伏电池(3)，用于对太阳光进行聚光分频，得到短波光和长波光，并利用所述短波光进行光伏发电得到电能；所述制氢单元(ii)包括光伏逆变器(4)和电解水槽(5)，用于利用所述电能分解水，得到h2；所述co2捕集-转化单元(iii)包括双螺旋管集热反应器(6)，用于在所述长波光提供的温度下，利用co2捕集-转化双功能催化剂对含co2的烟气进行co2吸附，得到的脱碳烟气进行收集，并将吸附co2的催化剂与所述制氢单元(ii)得到的h2混合进行逆水煤气变换反应，得到合成气；所述控制单元(iv)包括第一控制阀(v-1)、第二控制阀(v-2)、第三控制阀(v-3)和第四控制阀(v-4)，用于控制所述co2捕集-转化单元(iii)中的co2吸附和逆水煤气变换反应交替进行，实现合成气连续产出。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光谱分频器(2)、光伏电池(3)和双螺旋管集热反应器(6)设置在所述太阳能聚集装置(1)的上方。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光伏电池(3)设置在所述光谱分频器(2)产生的短波光辐照方向。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述双螺旋管集热反应器(6)设置在所述光谱分频器(2)产生的长波光辐照方向。5.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述集热发电单元(i)中，所述太阳能聚集装置(1)选自碟式聚光镜、线性菲涅耳聚光镜、塔式聚光镜和槽式聚光镜中的至少一种。6.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述集热发电单元(i)中，所述光伏电池(3)的背板中设置有换热通道，用于在所述含co2的烟气进入所述双螺旋管集热反应器(6)之前，通过热交换对所述含co2的烟气进行预热处理，并实现对所述光伏电池(3)控温。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述制氢单元(ii)还包括气液分离器(7)和冷却器(8)；所述气液分离器(7)分别连接所述电解水槽(5)和冷却器(8)，用于将分解水产物进行分离，所得h2进入所述冷却器(8)，水蒸气返回所述电解水槽(5)，o2引出界区外；所述冷却器(8)分别连接所述气液分离器(7)和双螺旋管集热反应器(6)，用于进一步除去h2中的水蒸气并降温，向所述双螺旋管集热反应器(6)提供纯净h2。8.根据权利要求7所述的系统，其中，在所述co2捕集-转化单元(iii)中，所述双螺旋管集热反应器(6)包括两根并联且相互螺旋缠绕的反应管，所述反应管的表面涂覆吸热涂层。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述双螺旋管集热反应器(6)的两根反应管中均装填所述co2捕集-转化双功能催化剂。10.根据权利要求9所述的系统，其中，在所述控制单元(iv)中，所述第一控制阀(v-1)、第二控制阀(v-2)各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器(6)、光伏电池(3)的换热通道、冷却器(8)以及外界，且所述第一控制阀(v-1)、第二控制阀(v-2)分别与双螺旋管集热反应器(6)中不同反应管的进料口连接；
所述第三控制阀(v-3)、第四控制阀(v-4)各自独立地连接所述双螺旋管集热反应器(6)以及外界，且所述第三控制阀(v-3)、第四控制阀(v-4)分别与双螺旋管集热反应器(6)中不同反应管的出料口连接。
技术总结
本实用新型涉及二氧化碳捕集与转化和太阳能利用领域，具体涉及CO2捕集-转化制合成气的系统，包括：集热发电单元(I)、制氢单元(II)、CO2捕集-转化单元(III)和控制单元(IV)；所述集热发电单元(I)包括太阳能聚集装置(1)、光谱分频器(2)和光伏电池(3)；所述制氢单元(II)包括光伏逆变器(4)和电解水槽(5)；所述CO2捕集-转化单元(III)包括双螺旋管集热反应器(6)；所述控制单元(IV)包括第一控制阀(V-1)、第二控制阀(V-2)、第三控制阀(V-3)和第四控制阀(V-4)。实现在同一反应装置、同一反应环境内完成烟气中CO2的分离捕集与加氢催化转化过程，制备合成气过程中所需能量均来自太阳能，低碳节能、工艺过程简单。工艺过程简单。工艺过程简单。
