[实用新型]一种集成太阳能的煤基甲醇合成与发电联产系统

说明书

本实用新型公开了属于煤的分级利用领域的集成太阳能的煤基甲醇合成与发电联产系统。该系统主要包括太阳能提质、甲醇合成、燃煤发电等三个子系统。该系统中，太阳能驱动的煤提质、甲醇合成及燃煤发电三者耦合，槽式、塔式太阳能分别为煤的热解、气化提供热量，提质及甲醇合成过程的废热、废料通过燃煤发电机组的锅炉、汽水系统实现梯级回收利用。该系统通过高效的系统集成耦合，拓宽了太阳能的利用途径，实现了煤基多联产，同时有望降低化石能源消耗，提高能量的综合利用效率。

技术领域

本实用新型属于煤的分级利用领域，特别涉及一种集成太阳能的煤基甲醇合成与发电联产系统，具体说是一种太阳能辅助煤的分级提质、与甲醇合成的集成发电系统。

背景技术

煤炭是世界上储存量最大的化石能源，目前探测的储存量约一万亿吨，几乎是石油储存量的三倍，是世界能源安全的保障。但是，在煤炭的利用过程中常常出现能量利用效率低，二氧化碳及污染物排放严重等问题。随着对能源安全、环境保护等方面的日益重视，煤炭资源的高效清洁利用是目前重要的研究方向。

煤的间接液化技术是煤炭资源的一种清洁利用方式，首先对煤进行气化，生产的合成气进一步加工成液体燃料(甲醇等)，可有效减少二氧化碳及污染物的排放，拓宽了煤炭利用途径。但传统的煤的间接液化过程中的煤的热解、气化等提质过程需要吸收大量能量，通常需要煤的部分燃烧提供；煤的提质及甲醇合成过程中产生的废料废热的利用效率往往也不佳。如果在煤的提质过程中引入太阳能，并与常规燃煤发电机组深度耦合，有望进一步提高能量的综合利用效率，减少碳及污染物的排放。

综上所述，本发明提出了一种集成太阳能的煤基甲醇合成与发电的联产系统，有望进一步提高能源利用效率，降低化石能源消耗，减少二氧化碳及污染物的排放；该系统针对太阳能辅助煤提质、甲醇合成以及燃煤发电三者进行高效耦合，对不同品味的能量进行合理梯级利用，实现甲醇、提质煤及电力的多联产，在煤的分级利用领域具有广泛应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对煤在提质过程中能量利用效率低、二氧化碳及其他污染物排放量大等问题，提出一种集成太阳能的煤基甲醇合成与发电联产系统，集成太阳能的煤基甲醇合成与发电联产系统，主要包括太阳能提质子系统，甲醇合成子系统，燃煤发电子系统三部分；其特征在于，碎煤机1连接预干燥装置2，预干燥装置2分别连接锅炉22，和热解炉3，热解炉3分别连接太阳能的集热器4、气化炉5和高温冷煤器29，高温冷煤器29与低温冷煤器30、压缩成型装置31串联；高温冷煤器29又分别与高压加热器28的输入口、输出口与对应连接，高压加热器28与蒸汽轮机23的高压抽汽连接，蒸汽轮机23的高压抽汽又与太阳能提质子系统中气化炉5连接；低压加热器26与蒸汽轮机23的低压抽汽连接，低温冷煤器30分别与低压加热器26的输入口、输出口对应连接；蒸汽轮机23连接发电机24，其排汽连接凝汽器25，凝汽器25再与低压加热器26连接；高压加热器28和低压加热器26之间通过给水泵27连接；高压加热器28再与锅炉22、蒸汽轮机23串联；气化炉5输出连接甲醇合成子系统中1号气-水换热器8，1号气-水换热器8又与蒸汽轮机23连接；1号气-水换热器8与CO变换器9、2号气-水换热器10连接成回路；1号气-水换热器8还绕过CO变换器9直接连接3号气-水换热器11，3号气-水换热器11又分别连接2号气-水换热器10及高压加热器28的输出口；3号气-水换热器11还与5号气-水换热器12、净化装置13、压气机14、气-气换热器15、甲醇合成器16和4号气-水换热器17串联成回路；其中，5号气-水换热器12与低压加热器26的输入口和输出口分别连接；4号气-水换热器17还与高压加热器28的输入口连接；压气机14与气-气换热器15、气-液换热器20及气液分离装置19也串联成回路；冷却器18分别连接气-液换热器20和气液分离装置19；气-液换热器20输出连接甲醇提纯器21。所述太阳能通过定日镜6投射到反射器7上，然后聚集到气化炉5内。