[发明专利]一种光热直接加热生物质制合成气系统

说明书

本发明提供一种光热直接加热生物质制合成气系统，包括：光热气化单元，光热气化单元外围周向环绕分布用于将太阳光反射至所述光热气化单元的镜面阵列，所述光热气化单元外壁设有光热吸收元件窗口，以及光热气化单元内腔设置有集热板以及集热板上的物料分散装置，生物质由光热气化单元进入并经过物料分散装置后下落；自热汽化单元，其与所述光热气化单元连通，经过所述物料分散装置的生物质下落进入自热汽化单元与其内的气化剂反应，生成合成气；其中，所述物料分散装置包括多个三角锥型构件，相邻的三角锥型构件形成空隙以供生物质通过。本发明利用光热技术产生的能量作为生物质气化所需能量来源，能有效降低能量消耗，提高资源利用率。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，具体而言，涉及一种光热直接加热生物质制合成气系统。

背景技术

我国地域广阔、生物质资源丰富，生物质的合理利用能够改善我国能源结构，有效减少对传统化石能源的依赖，实现多能互补。西部地区丰富的太阳能资源和生物质能分布为发展生物质耦合光热制氢提供了基础，生物质耦合光热制氢的基本原理为利用光热技术提供能量促进生物质的气化，进而产生出富氢合成气，为下游工业生产提原料。目前我国的生物质能源利用率很低，造成了太多的能源浪费，如果能妥善处理，不仅能够节约能源，创造效益，还能减少环境污染。

目前光热技术已在发电领域实现了商业化运营，并取得了不错的效益，例如常规槽式光热发电系统，以及CN201821037848.1提供的一种光热发电装置均涉及太阳能光热发电技术，即利用太阳能收集设备收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的；而光热技术在热化学反应方面的应用还有欠缺，现有的技术还未见工程实施案例。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光热直接加热生物质制合成气系统，利用光热技术产生的能量作为生物质气化所需能量来源，能有效降低能量消耗，提高资源利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种光热直接加热生物质制合成气系统，包括：

光热气化单元，所述光热气化单元外围周向环绕分布用于将太阳光反射至所述光热气化单元的镜面阵列，所述光热气化单元外壁设有光热吸收元件窗口，以及光热气化单元内腔设置有集热板以及集热板上的物料分散装置，生物质由光热气化单元进入并经过物料分散装置后下落；太阳光通过所述光热吸收元件窗口投射至所述集热板上，以用于加热经过物料分散装置的生物质；

自热汽化单元，其与所述光热气化单元连通，包括气化剂入口以及合成气出口，经过所述物料分散装置的生物质下落进入自热汽化单元与其内的气化剂反应，生成合成气；

其中，所述物料分散装置包括分散固定在所述集热板上的多个三角锥型构件，相邻的三角锥型构件形成空隙以供生物质通过；所述集热板的至少一侧与所述光热气化单元内壁连接，并采取与下料方向一致的方向固定于所述光热气化单元内腔，使得生物质经三角锥型构件分散后下落。

根据本发明的系统，在具体的实施方案中，所述光热吸收元件窗口选择为透明耐高温材料，例如透明石英玻璃，所述集热板的材料选择为耐高温材料，例如耐高温陶瓷。

根据本发明的系统，优选地，所述集热板的相对两侧分别固定于光热气化单元内壁。文中所述与下料方向一致可以理解为由上至下的物料下落方向。集热板上布置物料分散装置，太阳光通过光热气化单元外壁的透明石英玻璃投射至带有物料分散装置的集热板上，生物质颗粒进入光热气化单元在下落过程中受到不同部位布置的三角锥型构件影响进而改变下落路径，实现均匀分布。

根据本发明的系统，所述集热板上设置多个点位以固定安放各个三角锥型构件。优选地，一个点位固定设置一个三角锥型构件，相邻点位之间的间隔距离为3-6cm，优选5cm；另外，所述三角锥型构件由两块板状元件连接呈夹角为40-50度组成，优选45度；三角锥型构件的上述参数设置即保证了生物质物料颗粒能够及时下落，又能够防止物料堵塞。