[实用新型]一种太阳能驱动生物质气化的联合发电系统

说明书

本实用新型公开了一种太阳能驱动生物质气化的联合发电系统，要解决的是目前独立系统产电效率低且输入输出不匹配的问题。本产品包括气化反应器、净化器、SOFC燃料电池和太阳能聚光吸热器，所述气化反应器与废热锅炉相连，废热锅炉还与净化器相连，SOFC燃料电池分别与太阳能聚光吸热器和合成气压缩机相连，合成气压缩机与净化器相连，太阳能聚光吸热器与空气压缩机相连，废热锅炉和SOFC燃料电池均与燃烧室相连。本产品利用两种可再生能源，结合太阳能光热系统、燃料电池系统和尾气动力系统各自的优势，既满足了气化反应的高温要求，同时对各阶段工质补温提升其品质，各品段能量均得到合理梯度利用，最大程度减少损失，实现各温度段的能量的高效转化。

技术领域

本实用新型涉及发电领域，具体是一种太阳能驱动生物质气化的联合发电系统。

背景技术

人类面临的能源环境问题日益严峻,迫切需要一种清洁能源逐步替代现有大规模利用的化石能源。太阳能因其总量巨大,分布广泛的特点而引起了人们的广泛关注和研宄。人类所赖以生存的地球的能量的很大一部分来自于太阳能。研究表明，太阳能在本世纪将进入一个快速发展阶段，预计在2050年左右达到30％的比例，仅次于核能居于第二位，本世纪末将取代核能位居第一位。目前，太阳能技术包括光伏系统发电、太阳能聚光系统发电以及各种各样的太阳能储热装置。太阳能具有很多的优点，是一种值得研究与开发的新型清洁能源。太阳能的储量是很丰富的，相对于人类生存的年限来说，太阳能可以说是取之不尽用之不竭。每年，太阳能源源不断地从太阳传输到地球上。在地球上不同地区之间会有太阳能分布的差异，但相对于其他可再生能源来说，太阳能在全球的分布还是比较均衡的。太阳能跟其他清洁能源一样是环境友好型能源，对环境不产生任何污染。

但太阳能利用技术经过多年的发展,仍面临效率低、成本高、储能困难与供能不稳定等问题,导致其发展受到严重制约。

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，生物质能的载体为有机物，由碳氢元素组成的化合物。与太阳能或风能等其他种类可再生能源相比，生物质是一种可存储运输的可再生能源，也是唯一可再生的碳源，生物质的利用过程将维持生态圈的碳平衡。我国的生物质资源比较丰富，能源利用潜力巨大,在林业剩余物方面，全国现有林地面积3.04亿公顷，其中薪柴林、林业三剩物、木材加工剩余物等可供能源化利用的资源量约为3.5亿吨/年。养殖禽畜粪便资源量为8亿吨/年，生物天然气生产潜力达200亿立方米。城市垃圾随着城镇化进程逐年増长，当前可收集垃圾量接近3亿吨，可利用量约50％，且以每年10％的増长率迅猛増长,其中70％以上可作为焚烧发电燃料，另外厨余垃圾可作为生物天然气或生物柴油原料，每年可获得量达400万吨。从品种上,位居前三位稻杆资源为玉米稻(2.65亿吨)、稻草(2.05亿吨)和麦稻(1.50亿吨)；另外油料作物稻巧(主要为油菜和花生)和棉杆的资源量也分别达到3737万吨和2584万吨。生物质作为一种可再生的物质能源，可通过多种技术手段加以利用，主要包括生物质直接燃烧、热化学和生物化学等方式。相对而言生物质燃烧仅能提供高温热能，难满足当代多元化的能源需求，因此生物质可通过生物化学和热化学等方式将其转换为生物乙醇、生物柴油、沼气、合成气和焦油等各类高品质气体燃料或液体燃料，用以替代化石能源应用于电力、交通运输、城市煤气等领域。

氢作为一种清洁燃料克服了化石燃料在使用过程中排放污染物造成环境污染的问题。同时，氢能也被认为是另一种能量载体来推动飞机、汽车及任何固定的使用燃料电池的能量系统。因此氢能是一种较理想的能量载体来储存能量以供各个领域的应用。但单体氢在地球上几乎不存在，作为一种二次能源，必须通过消耗其它能源来制取。目前制取氢气的方式多种多样，如分解化石燃料、水汽重整化石燃料、煤气化制氢、水电解制氢以及太阳能热化学制氢。近年来随着聚光技术以及制造工艺水平的大幅提高，太阳能热化学气化生物质制氢法逐渐进入了人们的视野，并且受到了大量的研究。太阳能热化学制氢是将聚集后的太阳能作为热源来驱动化学反应对太阳能进行高密度储存的储能方式，实现太阳能向化学能的转换。利用高位的太阳能将生物质和水直接分解生成H2和CO，并以此为原料合成其他便于存储的能源形势，或者利用该气体做燃电和热机的能源。