[发明专利]一种发电的方法“太阳草电”

说明书

一、技术领域

本发明涉及把太阳能和生物质能加合起来进行制氢发电的技 术。

二、背景技术

通常太阳能发电，主要是用半导体硅太阳电池进行。生物质 能发电，则是通过生物质燃烧或沼气燃烧进行发电。两种发电方 法，一是各自独立，分道扬标，既不相互利用，更无协同效应； 二是两种发电过程中能量利用率都较低(≤18％)，所以对可再生 资源总利用效果很不理想。

三、发明内容

为了克服已有技术之不足，1984年我们在《四川科技发展战 略文选》书中提出把太阳能与生物持能结起来发电即使太阳能发 电效率提高，又使生物质能资源得到充分利用。生物质能资源包 括草、桔杆、人畜类、村枝叶、农村垃圾等。针对四川现有可利 用草场达2.5亿亩，人工管理，种植良种草，年产草可达3-5亿 吨。太阳能也非常丰富，综合利用这两种资源制氢发电，简称“太 阳草电”。本发明进一步公开“太阳草电”的一些实质内容。

首先认识以上多样化生物质能资源的共性：(1)它们的主 成份都是纤维素、木质素、半纤维素三种。正因为如此，而有它 们的“炭化”产物也基本一致(略有差别)：木炭，木醋液(醋酸、 甲醇、丙酮、焦油、水)，不凝气(CO₂、CH₄、少量CO、H₂)；(2) 是生物质的“炭化”过程，是放热过程具有较大热效应，它们在 炭化窑、釜中密闭“炭化”，除启动而外，基本上不消耗外加能量， 自动升温获得炭化产物(如用汤辛工业窑)；(3)生物质为可燃有 机化合物，它们的燃烧热在任何情况也不等于其分解的个别组分 燃烧热的总和。有些化合物的燃烧热，低于其个别组分燃烧热的 总和，而另一些化合物的燃烧热则高于其个别组分燃烧热的总和。 在“太阳草电”中充分利用前者作为获得大量发热物质的基础。 本发明中选用CH₄，如果把CH₄与不燃物CO₂混合在<800℃温度下， 提供61.76千卡/mol(由太阳能提供)的反应热进行复分解反应， 得到组分为2CO和组分2H₂，这些组分的燃烧热的总和远大于CH₄本身的燃烧热。

(4)生物质能资源另一特征(与石油、煤、天燃气、铀235 等大于相同)是可以形成封闭循环，即从某化合物开始，经由一 系列化学反应后还是回到某化合物自身。例如“太阳草电”工艺 流程图附图一从大气CO₂+H₂O开始，依次经由1、a-光合作用—— 在太阳光作用下，植物叶缘素把大气CO₂和水转化为多醣体，草 木质生物质。再经2、b-生物发酵——在沼气池中，草木残渣在 沼气菌作用下，把草木残渣变为沼气甲烷和沿渣。接着进行3、 c-炭化作用；通过隔氧加热把干沿渣转变为木炭和挥发物(含小 部分木炭甲烷)。再进行4、d-水分解：在未超过900℃时加热， 水蒸汽与木炭作用产生CO₂和氢气(木炭氢)。5、e-太阳复分解， 首先把沼气甲烷、木炭甲烷混合与CO₂一道在聚黑太阳能作用下， 复分解为一氧化炭CO和氢气(太阳氢)： 。最后6、f-电化学燃烧，在氢燃料电池中， 木炭氢、太阳氢与空气氧作用，产生电力和水、水再与大气CO2 在1、a-光合作用中返回以上循环。

“太阳草电”使用的循环群是等值群中的[bcdefa]，为了简 化说明，结合一些实施例(施大1000倍计算)按太阳草电工艺流 程图一进行实量阐述。

设备：釜A—一个改进了汤辛窑，釜壁四周高保温，内壁耐 高温，釜顶有密封加料斗和出气管，底部插进超导热管组进入釜 内，也带一个进气管。cde化学反应都在此釜中进行。

附图一中2、b—生物发酵：1000kg干粪、干草混合物，在沼 气池中发酵，产生沼气300m³(CH₄60％)，比重0.56计沼气 CH₄100.8kg，干沼渣899.2kg。