[发明专利]一种耦合太阳能的生物质气化装置

说明书

本发明公开了一种耦合太阳能的生物质气化装置。该装置包括太阳能集热器、气化反应器和储气。太阳能集热器设置在气化反应器侧面，且其采光面对着气化反应器的侧面，气化反应器对着太阳能集热器设置的侧面为吸热壁。气化反应器和储气罐之间通过管道相连。气化反应器为横截面为方形或长方形或“弓形”的柱状反应器。“弓形”的弓弦面或长方形/方形的迎光面为吸热壁，弓背面或者其余三壁面为绝热壁，绝热壁内侧敷设保温材料。弓弦面吸热壁两侧外缘形成的圆心角α为70～110°。太阳能集热器选用碟式集热器。本发明充分利用太阳能外加热进行生物质气化，提高能效的同时，易于实现能源分散化开发。

技术领域

本发明属于太阳能利用领域，涉及一种利用太阳能进行生物质气化的装置，可实现太阳能和生物质能的协同利用。

背景技术

能源是人类发展生存的根本保证，随着经济的发展、人口增长，能源的消耗量与日剧增，化石能源面临枯竭。做一个简单的猜测：地球直径12000km，表面积为4.52×10¹⁴m²，假设地球表面都都覆盖着8m厚的厚煤层，则地球的煤炭储量约为4.34×10¹⁵t。目前，每年全球约消耗200亿吨煤炭，则基于此假设情景的煤炭尚可供人类消耗21万年。如果不是8m厚煤层，只是1m厚的薄煤层，则减少为2.7万年；如果再假设海洋内的煤层无法开采，则进一步减少为7800年；再考虑其他折减因素，就可能减少到1000年以内！从以上的估算可以看出，化石能源的大量开发和利用，不可逆转地使之终将枯竭。事实上，据2012年BP能源统计，按照储采比R/P估算，全世界的天然气只还够利用56年，石油还只够利用53年，煤炭还可以利用110年。不管是否是杞人忧天，解决能源危机问题的确迫在眉睫！

要解决未来人类的能源利用问题就要大力发展新能源、可再生能源，用新能源和可再生能源替代不可再生的化石能源是历史的必然趋势。

太阳能以其独特的储量“无限性”、存在的普遍性、开发利用的清洁性，在未来的能源结构中占有重要之地。我国陆地每年接收的太阳辐射总量相当于2.4×10⁴亿吨标准煤，折合到每平方米接收的能量约25kg标煤/m2/年，折合到每人每年可使用的太阳能约1700吨标煤。生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质。生物质能也间接来源于太阳能，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸秆每年总量约折合3.5亿吨标煤，折合每人每年可消费约0.3吨标煤的生物质能。生物质能和太阳能的共同特点是具有分散性，另外其显著不同点在于：生物质能方便存储，而太阳能不易存储。目前，需要一种方法将太阳能和生物质能结合起来进行利用。

发明内容

本发明充分考虑太阳能和生物质能的特点，提出了一种耦合太阳能的生物质气化装置，利用太阳能的光热来加热、点燃生物质原料使其初始气化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种耦合太阳能的生物质气化装置，所述装置包括太阳能集热器、气化反应器和储气罐；所述太阳能集热器设置在所述气化反应器侧面，且其采光集热面反射光线对着所述气化反应器的侧面，即气化反应器的迎光面；所述气化反应器对着所述太阳能集热器设置的侧面(迎光面)为吸热壁；所述气化反应器和所述储气罐之间通过管道相连。

上述技术方案中，所述气化反应器上部设置有生物质加料口，所述气化反应器下部设置有固体产物排放和进风口；所述进风口依次连接有风门与风机。

上述技术方案中，所述气化反应器和所述储气罐之间的管道上设置有阀门和止回阀。

其中一种技术方案为，所述气化反应器为横截面为“弓形”的柱状反应器，所述“弓形”的弓弦面为吸热壁，弓背面为绝热筒壁，所述绝热筒壁的内侧敷设保温材料。