[发明专利]一种生物质气化发电系统

说明书

本发明提供一种生物质气化发电系统。本发明包括气化反应器、合成气净化器、化学链反应器、水蒸汽发电系统、CO₂回收系统以及余热发电系统；所述的气化反应器通过合成气净化器连接化学链反应器，所述的化学链反应器连接水蒸汽发电系统、CO₂回收系统以及余热发电系统；本发明将生物质气化合成气送入化学链反应器中进行燃烧，有利于焦油转化的同时可实现CO₂和空气的分离，而且利用燃烧反应器出口烟气作为气化剂，并为气化过程提供热量；而燃烧反应器出口烟气和空气反应器出口的欠氧空气可联合烟气、水蒸汽以及有机工质进行分级发电从而提高系统效率。

技术领域：

本发明涉及一种生物质气化发电且实现CO₂零排放的可再生能源发电系统，属于生物质资源利用技术领域。

背景技术：

利用可再生的生物质资源发电是生物质热化学转化利用的重要途径之一，用其部分替代化石燃料不仅可缓解化石燃料的紧缺，而且可减少温室气体排放，具有显著的资源效益和环境效益。

目前生物质气化发电面临的主要问题是能源转化效率低，气化合成气中含有焦油容易导致管路堵塞，影响燃气轮机的正常运行。

为了提高生物质气化发电系统效率，解决合成气中焦油带来的影响，从而提高系统运行的稳定性，本发明提出了一种新的生物质气化发电的工艺系统，不仅有利于提高系统效率，有效去除焦油，而且可实现CO₂的捕集。

发明内容

本发明的目的是针对现有生物质发电技术中系统效率低，气化合成气中焦油的存在影响下游设备运行，提出一种生物质气化发电系统，将生物质气化合成气送入化学链反应器中进行燃烧，有利于焦油转化的同时可实现CO₂和空气的分离，而且利用燃烧反应器出口烟气作为气化剂，并为气化过程提供热量；燃烧反应器出口烟气和空气反应器出口的欠氧空气可联合烟气、水蒸汽以及有机工质进行分级发电从而提高系统效率。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种生物质气化发电系统，包括气化反应器、合成气净化器、化学链反应器、水蒸汽发电系统、CO₂回收系统以及余热发电系统；所述的气化反应器通过合成气净化器连接化学链反应器，所述的化学链反应器连接水蒸汽发电系统、CO₂回收系统以及余热发电系统；

所述的化学链反应器包括燃烧反应器，空气反应器和回转叶片，燃烧反应器和空气反应器之间由固体壁面隔开；所述的燃烧反应器有一个与所述合成气净化器连接的合成气进口和一个烟气出口；所述的烟气出口通过管路和高温循环风机连接气化反应器，所述的空气反应器有一个空气进口和一个欠氧空气出口；所述的回转叶片在化学链反应器中做连续旋转使得其周期性回转通过燃烧反应器和空气反应器；所述的回转叶片上装填有载氧体和惰性载体；

所述的水蒸汽发电系统包括与所述的燃烧反应器的烟气出口连接的第一换热器和与所述的空气反应器的欠氧空气出口连接的第二换热器，所述的第一换热器和第二换热器的冷侧由管路连接,第一换热器的冷侧介质出口连接第二换热器冷侧介质入口,第二换热器冷侧介质出口连接水蒸汽透平发电机进口，水蒸汽透平发电机出口连接第一冷凝器的进口，冷侧介质在第一冷凝器冷凝后，由水泵送入第一换热器的冷侧介质入口，冷侧介质水在系统内循环进行加热，膨胀做功，再冷凝的过程。

所述的生物质气化发电系统，所述的系统还包括与所述的空气反应器连接的空气压缩机和设置在所述的化学链反应器和所述的水蒸气发电系统之间的烟气发电系统，所述的烟气发电系统包括设置在所述的燃烧反应器的烟气出口和第一换热器之间的第一烟气透平发电机以及设置在所述的空气反应器的欠氧空气出口和第二换热器之间的第二烟气透平发电机。