[发明专利]一种全天候运行的太阳能气化反应器

权利要求书

1.一种全天候运行的太阳能气化反应器，其特征在于，包括：气化反应装置和太阳能集热镜场；所述气化反应装置采用一体化分级气化反应结构，其内部形成有反应腔体和灰渣及燃烧腔体；

在太阳能资源充足时段，太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式，所述太阳能集热镜场用于提供反应热；在所述反应热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣；

在无充足太阳能辐射时段，太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式，空气与固体灰渣在所述灰渣及燃烧腔体中燃烧产生高温燃烧热，在高温燃烧热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣；

其中，所述气化反应装置包括：中空的圆柱形的壳体；上盖板，固定于所述壳体顶端；下底板，固定于所述壳体底端；隔热板，固定于所述壳体内部，位于所述上盖板与下底板之间；返料槽，安装于所述壳体内部，位于所述上盖板与隔热板之间；灰渣隔离板，固定于所述壳体内部，位于所述隔热板与返料槽之间；所述返料槽与上盖板、以及壳体形成反应腔体，所述返料槽与隔热板、以及壳体形成中间腔体，所述灰渣隔离板设置于所述中间腔体内，将所述中间腔体分为受光腔体和灰渣及燃烧腔体；

所述壳体内设置有提升管反应段，所述提升管反应段贯穿所述隔热板，其上端与所述反应腔体连通；所述灰渣隔离板设置于所述提升管反应段与壳体内壁之间；形成灰渣及燃烧腔体的壳体设置有烟气出口和灰渣出口；所述上盖板设置有合成气出口；所述壳体内设置有返料下降管，其上端出口与返料槽底部连接，下端出口设置于所述灰渣及燃烧腔体内，连通所述反应腔体与灰渣及燃烧腔体；所述壳体内设置有空气管，下底板底部设有空气入口，空气管贯穿隔热板并与空气入口连接，连通外界与灰渣及燃烧腔体；

形成受光腔体的壳体设置有上部入射光孔，其与所述返料槽位置对应；所述壳体还设置有下部入射光孔；所述下底板底部设有反应物入料口，所述提升管反应段下端与反应物入料口连通；

所述太阳能集热镜场包括：第一定日镜场和第二定日镜场；当太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式时，

所述第二定日镜场所聚焦的光线通过下部入射光孔加热提升管反应段，对反应物进行初级加热并驱动其进行热解反应；热解反应产物通过所述提升管反应段送入反应腔体，所述第一定日镜场将所聚焦的光线通过上部入射光孔进入受光腔体，将高温热源传递至反应腔体，并驱动热解反应产物进一步进行气化反应，产生的合成气通过合成气出口排出并收集，产生的固体灰渣通过返料槽收集，并通过返料下降管落入灰渣及燃烧腔体中，通过灰渣出口排出。

2.如权利要求1所述的太阳能气化反应器，其特征在于，所述气化反应装置内部还形成有储热腔体，用于存储部分高温太阳能以维持稳定的气化反应条件；所述隔热板与下底板、以及壳体形成所述储热腔体，所述储热腔体内填充蓄热材料。

3.如权利要求2所述的太阳能气化反应器，其特征在于，还包括：外置式蓄热工质罐，其填充有蓄热材料，通过管道和工质泵与所述储热腔体闭合连接，以提高储热容量。

4.如权利要求3所述的太阳能气化反应器，其特征在于，所述第二定日镜场聚焦的部分光线通过下部入射光孔加热储热腔体；

在太阳不稳定的运行时段，所述储热腔体释放所存储的高温热能以维持稳定的气化反应条件。

5.如权利要求1所述的太阳能气化反应器，其特征在于，当太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式时，打开空气入口，将空气通入灰渣及燃烧腔体，空气与固体灰渣发生燃烧反应产生高温热能，通过加热提升管反应段和返料槽驱动反应物进行热解和气化反应，产生的灰渣通过灰渣出口排出，产生的烟气通过烟气出口排出。