[实用新型]一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电系统，该系统包括集热器，集热器的出口与甲烷重整反应器的入口相连通，甲烷重整反应器的出口与燃气轮机发电系统的入口相连通，燃气轮机发电系统出口与二氧化碳分离系统入口相连通，二氧化碳分离系统出口与二氧化碳压缩机入口相连通，二氧化碳压缩机出口与集热器的入口相连通。天然气储罐出口与天然气压缩机入口相连通，天然气压缩机出口与集热器的入口相连通。天然气储罐的另一个出口与燃气轮机发电系统入口相连通。甲烷重整反应器与燃气轮机发电系统之间设置有气柜。该系统能够实现甲烷重整和太阳能光热储能和发电有机的结合。

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术领域，特别涉及一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电系统。

背景技术

太阳能具有清洁、取之不尽用之不竭等特点，但是存在时间分布不均问题，太阳能用于发电时一般都需要使用储能等技术。

热化学储能主要是基于一种可逆的热化学反应，通过化学键的断裂重组实现能量的存储和释放，在储能反应中，储能材料吸收热量发生热化学反应，生成反应产物，从而将热量储存。热化学储能密度和效率高，适用于太阳能热能的高温高密度储存。热化学储能的体积和重量储能密度远高于显热或者相变蓄热，储能载体可以在常温下长期储存。其中，甲烷重整就是一种常见的热化学储能体系，甲烷与二氧化碳在一定条件下发生热化学反应，吸收热量，生成一氧化碳和氢气，实现能量的储存，甲烷重整储能密度高，原料来源丰富。

在我国西北地区，太阳能资源丰富，因此，如果能够开发出一种新的系统，该系统可以将利用甲烷重整将太阳能光热发电相结合，会对太阳能光热发电带来巨大变化。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电系统，将甲烷重整与太阳能光热储能和发电相结合，能够实现对太阳能进行平稳持续的利用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电系统，包括集热器2，所述的集热器2的出口与甲烷重整反应器3的入口相连通，甲烷重整反应器3的出口与燃气轮机发电系统5的入口相连通，燃气轮机发电系统5出口与二氧化碳分离系统8入口相连通，二氧化碳分离系统8出口与二氧化碳压缩机9入口相连通，二氧化碳压缩机9出口与集热器2的入口相连通。

所述天然气储罐6出口分别与燃气轮机发电系统5的入口和天然气压缩机7入口相连通，天然气压缩机7出口与集热器2的入口相连通。

所述的甲烷重整反应器3与燃气轮机发电系统5之间设置有气柜4。

所述的集热器2一侧设置有用于将太阳光聚焦于集热器2上的镜场1。

一种基于甲烷重整的太阳能光热储能和发电方法，当太阳辐射充足时，集热器2温度较高，会有大量的甲烷和二氧化碳进入甲烷重整反应器3，甲烷和二氧化碳发生重整反应生成一氧化碳和氢气，部分一氧化碳和氢气进入燃气轮机发电系统5进行燃烧发电，其余的一氧化碳和氢气进入气柜4储存起来，一氧化碳和氢气燃烧之后的烟气进入二氧化碳分离系统8，分离得到二氧化碳经过二氧化碳压缩机9加压后进入集热器2，天然气储罐6中的天然气经过天然气压缩机7后进入集热器2；

当没有太阳辐射时，集热器2温度降低，甲烷重整反应器3中甲烷和二氧化碳的重整反应停止，此时利用气柜4中储存的一氧化碳和氢气送入燃气轮机发电系统5中进行燃烧发电。

本实用新型的有益效果：