[发明专利]一种聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统及方法

说明书

本发明公开了一种聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统及方法，涉及聚光太阳能高温气化生物质技术领域，该多联产系统包括配料预处理系统、气化反应装置、聚光太阳能集热装置、蓄热装置、金属冶炼系统、余热锅炉、有机朗肯循环发电系统及控制终端。本申请将配料预处理装置、聚光太阳能集热装置、高温太阳能气化装置等众多系统耦合，不仅实现了太阳能和生物质能向合成气、甲醇燃料化学能和余热发电的转化，还实现了金属冶炼，是一套功能完善的多联产集成系统，具有极大的工业应用价值；此外，本申请的多联产系统严格遵循“温度对口，梯级利用”的利用原则，避免了能源品位的不匹配、减少不可逆损失、降低了各种余热的浪费。

技术领域

本发明涉及聚光太阳能高温气化生物质技术领域，特别涉及一种聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统及方法。

背景技术

相关技术中，聚光太阳能高温气化生物质指的是利用高度集中的太阳辐射作为高温过程热源，在惰性气体氛围中驱动生物质进行高温气化反应。过程中，气化反应焓变的太阳能被以化学能储存起来，使原料能得到升级。聚光太阳能辐射系统通过使用反射镜或透镜将大面积的太阳光聚焦到小面积的太阳能反应器上，从而产生非常高的热流密度。其中，有两种可能的方式将太阳能热量传递给生物质：直接或间接的。与间接加热相比，利用太阳直接照射可以更快地达到气化温度，效率更高；但不利之处在于无法储热储能。

现有的聚光太阳能处理生物质的系统中，主要分为两类，一类是主要针对单个装置进行设计和操作，设计原理过于简单和功能过于单一，不能有效利用太阳能和生物质能，对能源利用率和物质的循环使用效率低下；特别是对于太阳能气化装置的结构设计非常少，很难满足目前能源结构调整下对太阳能和生物质能联合开发利用的需求。另一类主要是针对多联产系统和方法的提出，对主要部件的详细结构设计和操作方法鲜有涉及，几乎均未能够有效地将太阳能、生物质能、产品化学能和工业余热能等进行充分利用和有机结合，对于能源的利用存在较严重浪费，同时没有充分避免各种能源的本身缺点进行更有效利用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统，能够有效提高能源利用率。

本发明还提出一种应用于聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统的聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统调节方法。

本发明的一方面实施例的聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统，包括：配料预处理系统，包括生物质粉碎机、金属氧化物罐、平板式太阳能集热器及螺旋给料机，所述生物质粉碎机的输出端与所述金属氧化物罐连接，所述金属氧化物罐与所述螺旋给料机的输入端连接，所述平板式太阳能集热器用于加热所述螺旋给料机中的物料；气化反应装置，所述气化反应装置的输入端与所述螺旋给料机的输出端连接；聚光太阳能集热装置，包括反射镜阵列、复合抛物面聚光器及双曲面反射镜，所述复合抛物面聚光器安装于所述气化反应装置的顶部，所述双曲面反射镜设置于所述复合抛物面聚光器的上方，太阳能辐射经所述反射镜阵列及所述双曲面反射镜反射后汇聚在所述复合抛物面聚光器；蓄热装置，与所述气化反应装置连接，所述蓄热装置设置有熔融盐；金属冶炼系统，包括飞溅冷凝器和金属单质储罐，所述飞溅冷凝器与所述气化反应装置连接，所述金属单质储罐与所述飞溅冷凝器连接；余热锅炉，所述余热锅炉的输入端与所述飞溅冷凝器连接；有机朗肯循环发电系统，输入端与所述余热锅炉的输出端连接；控制终端，用于调节所述聚光太阳能高温气化生物质的多联产系统。

一些实施例中，所述气化反应装置包括回转炉体和固定顶盖，所述固定顶盖通过迷宫密封方式与所述回转炉体连接，所述回转炉体具有物料进口、混合气体出口、气化剂入口、料渣排污口及物料腔，所述熔融盐在所述物料腔内的运动状态为漩涡运动。