[发明专利]多能源耦合互补和有序转化系统与方法

权利要求书

1.一种多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，包括：

气化反应室，所述气化反应室通过生物质/煤的气化反应提供第一来源的合成气；

可逆固体氧化物电池，电解时，所述可逆固体氧化物电池的燃料极的入口连通有原料气供应装置，原料气在所述燃料极电解产生第二来源的合成气；

合成反应器，第一来源的合成气和第二来源的合成气在所述合成反应器内反应生成碳氢燃料；

光热耦合催化反应器，发电时，所述光热耦合催化反应器与所述可逆固体氧化物电池的燃料极的出口连通，所述气化反应室的出口与所述燃料极的入口连通，所述燃料极流出的气体经过光热耦合催化反应器反应生成碳氢燃料；

所述气化反应室和可逆固体氧化物电池所需的热源，光热耦合催化反应器所需的热源、光源由太阳能提供，所述可逆固体氧化物电池电解所需的电能由弃风弃光的不稳定可再生能源电力提供。

2.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，还包括富氧空气储罐和贫氧空气储罐，在电解时，空气由贫氧空气储罐的出口经氧气极流入富氧空气储罐；发电时，空气由富氧空气储罐的出口经氧气极流入贫氧空气储罐。

3.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，所述原料气包括水蒸气和二氧化碳；

所述原料气供应装置包括蒸汽发生器、CO₂储罐及原料气混合室，所述蒸汽发生器和所述CO₂储罐分别与所述原料气混合室连通，所述蒸汽发生器、所述CO₂储罐及原料气混合室的出口管路上分别连接有水蒸气流量计、CO₂流量计和原料气流量计。

4.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，所述生物质/煤中的煤包括低品质煤，所述生物质/煤中的生物质包括秸秆、木屑、稻壳或树枝。

5.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，还包括气体净化装置与合成气储罐；

所述气体净化装置用于吸收CO₂和H₂O，所述气体净化装置的入口与所述气化反应室的出口连通，所述气体净化装置的出口与所述合成气储罐的第一入口连通；

电解时，所述合成气储罐的第二入口与所述燃料极的出口连通，发电时，所述合成气储罐的出口连通所述燃料极的入口。

6.根据权利要求5所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，所述可逆固体氧化物电池的数量为1到多个，当所述可逆固体氧化物电池的数量大于1时，所述可逆固体氧化物电池以串联方式或并联方式与所述合成气储罐连通。

7.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，所述弃风弃光的不稳定可再生能源电力由电网提供，所述电网包括输入管路和输出管路，所述输出管路上设有第一电气开关，所述输入管路上设有第二电气开关，所述第一电气开关控制所述弃风弃光的不稳定可再生能源电力向所述可逆固体氧化物电池输送电能的导通与中断；所述第二电气开关控制所述可逆固体氧化物电池发电时电能输出的导通与中断。

8.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，所述太阳能通过太阳能聚光集热储热装置提供，所述太阳能聚光集热储热装置为塔式、槽式或蝶式。

9.根据权利要求1所述的多能源耦合互补和有序转化系统，其特征在于，还包括燃料储罐，所述光热耦合催化反应器的出口与所述合成反应器的出口分别与所述燃料储罐连通。

10.一种如权利要求1至9中任一项权利要求所述的多能源耦合互补和有序转化系统的转化方法，其特征在于，包括以下步骤：

合成气生产步骤，所述气化反应室通过生物质/煤的气化提供第一来源的合成气，所述生物质/煤的气化所需的热量由太阳能提供；可逆固体氧化物电池用作电解池，弃风弃光的不稳定可再生能源电力和太阳能分别提供所述可逆固体氧化物电池所需的电能和热能，原料气在所述燃料极发生电化学反应生成第二来源的合成气；

碳氢燃料生产步骤，第一来源的合成气和第二来源的合成气在所述合成反应器中反应生成碳氢燃料；可逆固体氧化物电池用作电池，第一来源和/或第二来源的合成气在所述燃料极发生电化学反应，生成的产物与未反应完的合成气通过进入光热耦合催化反应器内反应生成碳氢燃料；所述光热耦合催化反应器所需的热源、光源由太阳能提供。