[发明专利]利用可再生资源制氢及发电双模系统

说明书

本发明的实施例提供了一种利用可再生资源制氢及发电双模系统，涉及制氢技术领域。利用可再生资源制氢及发电双模系统包括相互连接的可再生资源制氢装置和燃料电池装置，燃料电池装置用于利用可再生资源制氢装置产生的氢气产生热能和电能、并提供给可再生资源制氢装置，燃料电池装置的剩余电能用于提供给电网；可再生资源制氢装置包括发酵底物预处理装置、接种物预处理装置、暗发酵连续反应器和微生物电解连续反应器，发酵底物预处理装置、接种物预处理装置均与暗发酵连续反应器连接，暗发酵连续反应器与微生物电解连续反应器连接；系统能够对可再生资源充分利用，提高制氢的效率，不需要外界额外提供电能和热能，还能向电网协同转化电能。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，具体而言，涉及一种利用可再生资源制氢及发电双模系统。

背景技术

氢气是一种公认的高能、环保的清洁能源，被誉为“21世纪的终极能源”，国际能源署认为未来的能源中，氢气将和石油一样是能够同时用作热、电和交通工具用燃料的能源。氢气的产业链涉及到化工、交通、钢铁、冶金多个领域；在碳中和不断升温的背景下，氢能逐渐成为高能耗行业节能降碳的重要途径。

目前，国内氢气生产方式仍以化石能源制氢、工业副产提纯制氢为主，可再生资源制氢占比有待不断提升。但现在的可再生资源制氢方法对可再生资源的利用率偏低，需要利用外界电能和热能来为系统运行供给能量，同时尚未实现与电网之间的可再生资源-氢-电协同转化。如何妥善处理可再生资源，实现可再生资源制氢的节能化、高效化、协同化成为了亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种利用可再生资源制氢及发电双模系统，其能够对可再生资源充分利用，提高制氢的效率，不需要外界额外提供电能和热能，还能向电网协同转化电能。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种利用可再生资源制氢及发电双模系统，利用可再生资源制氢及发电双模系统包括相互连接的可再生资源制氢装置和燃料电池装置，燃料电池装置用于利用可再生资源制氢装置产生的氢气产生热能和电能、并提供给可再生资源制氢装置，燃料电池装置的剩余电能用于提供给电网；

可再生资源制氢装置包括发酵底物预处理装置、接种物预处理装置、暗发酵连续反应器和微生物电解连续反应器，发酵底物预处理装置、接种物预处理装置均与暗发酵连续反应器连接，暗发酵连续反应器与微生物电解连续反应器连接；

发酵底物预处理装置用于处理可再生资源中的发酵底物，并生成第一预处理产物；

接种物预处理装置用于处理可再生资源中的接种物，并生成第二预处理产物；

暗发酵连续反应器用于处理第一预处理产物和第二预处理产物，并生成氢气和第三预处理产物；

微生物电解连续反应器用于处理第三预处理产物，并生成氢气。

在可选的实施方式中，燃料电池装置为天然气重整型燃料电池装置，燃料电池装置用于利用可再生资源制氢装置产生的氢气产生热能和电能。

在可选的实施方式中，燃料电池装置用于与接种物预处理装置、暗发酵连续反应器和微生物电解连续反应器进行热交换，使接种物预处理装置、暗发酵连续反应器和微生物电解连续反应器处于所需温度范围。

在可选的实施方式中，发酵底物预处理装置用于对发酵底物中的工农业、生活或市政的废弃物进行物理法或化学法处理，以减小废弃物的尺寸。

在可选的实施方式中，发酵底物预处理装置用于对发酵底物中的工农业、生活或市政的废弃物进行粉碎、研磨或者利用酸性溶液或碱性溶液进行溶解，以减小废弃物的尺寸。

在可选的实施方式中，酸性溶液包括4％盐酸或1.5％硫酸，碱性溶液包括4％氢氧化钠溶液。