[发明专利]一种耦合新能源发电的生物质梯级热解储能方法及装置

权利要求书

1.一种耦合新能源发电的生物质梯级热解储能装置，其特征在于，包括进料系统、梯级热解系统、后处理系统和输出系统；

所述进料系统包括依次连接的生物质料仓、输料装置、第一锁气器和第二锁气器；

所述梯级热解系统包括低温热解装置和高温热解装置；所述低温热解装置连接有导热油储箱，导热油储箱通入循环导热油以提供低温热解所需热量；其中，所述导热油储箱的热源来自于新能源发电系统电能、发电系统尾气热能以及冷凝系统和高温储仓回收的高温热能，具体包括：1)新能源发电系统以电加热的方式将导热油储箱加热；2)发电系统中发电机排出的尾气先经过导热油储箱，将高温尾气中的热能回收传递给导热油储箱中的导热油；3)冷凝系统中的第一气液换热器液体侧连接导热油储箱，气侧进口连接高温热解气，将高温热解气中的热量回收用于低温热解装置的导热油储箱；4)高温储仓用于存储高温热解装置送来的热解焦，使用内部通以循环氮气作为换热介质，将高温热解焦中的高温热能回收传递给导热油储箱中的导热油；

所述后处理系统包括冷凝系统、发电系统和尾气处理装置，所述发电系统包括增压风机、内燃机和发电机；

所述输出系统包括高温储仓和低温储仓，高温储仓用于存储高温热解装置送来的热解焦，待热解焦降温后由高温储仓排入低温储仓；其中，高温热解装置所需电能由新能源发电系统提供；

所述储能装置各系统运行所需的电能由新能源发电系统提供，包括各系统运行所需机械能、热能和电能；

当新能源发电系统以实现电能稳定输出为目的时，所述储能装置还包括混合装置，所述冷凝系统包括依次连接的第一气液换热器、喷淋塔换热器和储气罐，所述高温热解装置的高温热解气出口与所述第一气液换热器的入口连接，所述第一气液换热器的出口以及所述低温热解装置的低温热解气出口均与所述喷淋塔换热器的入口连接，该混合装置将冷凝系统捕集的生物油与来自低温储仓的热解焦搅拌混合配置成浆液燃料；

当新能源发电系统以消纳多余电能为目的时，所述储能装置还包括制氢装置，所述冷凝系统包括依次连接的第一气液换热器、第二气液换热器、喷淋塔换热器和储气罐，所述高温热解装置的高温热解气出口与所述第一气液换热器的入口连接，所述低温热解装置的低温热解气出口与所述第二气液换热器的入口连接，所述第二气液换热器的出口与所述喷淋塔换热器的入口连接，高温热解装置的高温热解气依次通过第一气液换热器、第二气液换热器和喷淋塔换热器，经过三级冷凝依次获得低温、中温和高温生物油，低温热解装置的低温热解气从第二气液换热器接入冷凝系统，经过冷凝依次获得中温和高温生物油，中温和低温生物油通过制氢装置加入的氢气分别得到对应的产物，高温生物油用于后续制备电化学用高品质活性炭；

所述喷淋塔换热器的底部液体出口用于输出冷凝后的生物油、顶部气体出口与所述储气罐连接；所述储气罐出口与所述增压风机入口连接；所述增压风机出口与所述内燃机连接；所述内燃机与所述发电机连接；所述发电机供电给所述高温热解装置；

所述内燃机尾气依次流经所述低温热解装置和所述生物质料仓，以回收尾气中的热能，最后经所述尾气处理装置处理后排出；

其中，冷凝系统中第一气液换热器的换热量用于加热导热油供低温热解装置使用，第二气液换热器和喷淋塔换热器的换热量则用于生物质料仓中生物质原料的干燥和预热。

2.如权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述进料系统用于将生物质原料输送至所述低温热解装置，所述第二锁气器与所述低温热解装置的入口连接。

3.如权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述低温热解装置外壳带夹套层，其沿中轴线设有低温输料螺旋；外壳进口端连接所述第二锁气器，出口端开有上方出口和下方出口，上方出口为低温热解气出口并与所述冷凝系统的入口连接；下方出口为低温热解焦出口并连接高温热解装置的入口；所述低温输料螺旋和所述夹套层均为中空结构，所述低温输料螺旋和所述夹套层的两端分别与导热油储箱的出入口连接，用于通入循环导热油。