可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统的制作方法_2

文档序号:8919193阅读:来源:国知局
至550°C,加热后的融盐作为储热介质送至高温融盐储罐16中存储。
[0019]上述方案中,在夜间时段,固体碳氢燃料A被送至该太阳能与生物质互补联合循环发电系统的热解反应器17,融盐从高温融盐储罐16分别送至热解反应器17和焦油雾化器18中;首先在热解反应器17中利用550°C的融盐显热驱动固体碳氢燃料热解,热解产生的焦油和烷烃类可燃气体借助净化装置5进行净化处理,而后送至焦油雾化器18,雾化所需的热能同样由高温熔盐提供,最终经雾化的液体燃料和烷烃类可燃气体送至燃烧室6中,经燃烧后驱动燃气-蒸汽联合循环发电系统进行发电。
[0020]上述方案中,在所述热解反应器17中生产的固体产物将返送至高温回转式太阳能气化反应器3中,待白天时段与固体碳氢燃料一起参与气化反应。
[0021](三)有益效果
[0022]从上述技术方案可看出,本发明具有以下有益效果:
[0023]1、本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,利用高温太阳能直接驱动生物质气化反应,或间接驱动生物质的热解反应,能将太阳能转化为高品质的化学能,再借助先进的燃气-蒸汽联合循环,能实现太阳能的高效利用。
[0024]2、本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,在白天时段借助融盐存储高温太阳能,在夜间驱动生物质热解反应,用于生产供联合循环发电系统使用的雾化液体燃料,由此能实现燃气和配套蒸汽装置的全天连续运行。
[0025]3、本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,利用融盐存储太阳能,同时也直接利用高温融盐驱动生物质的热解反应,实现融盐工质的多功能应用,由此可简化系统结构并降低蓄能部分的初投资。
[0026]4、本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,相对于传统的塔式太阳能热发电系统而言,利用融盐驱动生物质热解并为焦油雾化提供热能,占联合循环发电系统输入能量的比例相对较低,即无需消耗巨量的融盐工质,这不仅降低蓄热部分的直接投资,并有利于实现少量融盐的高效保温,以延长系统的连续运行时间。
[0027]5、本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,通过合理的系统设计,能够延长发电装置的运行时间,提高系统的可用率,相对而言,可增加系统的利润收入,并缩短系统的投资回收周期。
【附图说明】
[0028]图1为依据本发明实施例的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统的结构示意图。
[0029]附图标记为:1-定日镜场、2-双曲面反射镜、3-高温回转式太阳能气化反应器、4-气化余热锅炉、5-净化装置、6-燃烧室、7-压缩机、8-燃气透平、9-余热锅炉、10-蒸汽透平、11-冷凝器、12-给水泵、13-发电机、14-融盐泵、15-低温融盐储罐、16-高温融盐储罐、17-热解反应器、18-焦油雾化器;A-生物质或煤炭等固体碳氢燃料、B-水、C-灰尘和H2S等杂质、D-空气、E-烟气。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0031]图1是本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统的结构示意图,该系统包括定日镜场1、双曲面反射镜2、高温回转式太阳能气化反应器3、气化余热锅炉4、净化装置5、燃烧室6、压缩机7、燃气透平8、余热锅炉9、蒸汽透平10、冷凝器11、给水泵12、发电机13、融盐泵14、低温融盐储罐15、高温融盐储罐16、热解反应器17和焦油雾化器18,其中,燃烧室6、压缩机7、燃气透平8、余热锅炉9、蒸汽透平10、冷凝器11、给水泵12和发电机13构成燃气-蒸汽联合循环发电系统。在白天光照条件充足时,该系统直接利用高温聚光太阳能借助高温回转式太阳能气化反应器3完成生物质等固体碳氢燃料的气化反应,反应产生的合成气经净化处理后送至燃气-蒸汽联合循环发电系统的燃烧室6中进行高效发电。在夜间等光照条件不充足时,使用热解反应器17并借助利用高温融盐存储的太阳能驱动生物质等固体碳氢燃料A进行热解反应,热解产生的焦油等液体燃料利用雾化器18雾化,经雾化的液体燃料再送至燃气-蒸汽联合循环系统的燃烧室6中进行尚效发电。
[0032]定日镜场I用于收集太阳能并聚焦至双曲面反射镜2以获取高温聚焦太阳能,高温聚焦太阳能再由双曲面反射镜2反射并投射至高温回转式太阳能气化反应器3中,用以提供气化反应所需要的高温热量。高温回转式太阳能气化反应器3无需安装在集热塔顶端,可提高运行可靠性并降低运行能耗。
[0033]定日镜场I富裕配置,同时高温回转式太阳能气化反应器3的外腔内表面布置有融盐集热管束,用以在满足生物质等固体碳氢燃料A正常气化时,利用融盐吸收并存储富余的高温太阳能。
[0034]高温回转式太阳能气化反应器3为回转式气化反应装置,高温聚光太阳能透过入射光线孔进入反应器内部,加热反应段外壁,将高温热量传递至反应物,借助反应器的回转式转动,能够改善气化反应特性。
[0035]生物质或煤炭等固体碳氢燃料A被送至高温回转式太阳能气化反应器3,定日镜场I将太阳光线聚焦反射至双曲面反射镜2,进而调整光路下射至高温回转式太阳能气化反应器3中,利用聚焦所产生850°C左右的聚光太阳能驱动固体碳氢燃料A在高温回转式太阳能气化反应器3中进行气化反应。
[0036]高温回转式太阳能气化反应器3中气化反应产生的高温可燃合成气,首先进入气化余热锅炉4,以利用气化余热锅炉4回收热量。在气化余热锅炉4中,该高温可燃合成气加热通入气化余热锅炉4中的水B产生水蒸汽,将产生的一部分水蒸汽作为气化剂也同步送至高温回转式太阳能气化反应器3中,同时将剩余的水蒸汽送至燃气-蒸汽联合循环发电系统中加以利用,降温后的可燃合成气送至净化装置5中除去灰尘和H2S等杂质,而后送至燃气-蒸汽联合循环发电系统的燃烧室6中。
[0037]在由燃烧室6、压缩机7、燃气透平8、余热锅炉9、蒸汽透平10、冷凝器11、给水泵12和发电机13构成的燃气-蒸汽联合循环发电系统中,空气D首先经由压缩机7压缩加压后送至燃烧室6,在燃烧室6中参与可燃合成气的燃烧反应,燃烧产生的高温烟气送至燃气透平8并驱动其旋转作功,燃气透平8排放的高温烟气借助余热锅炉9回收热量并生产高温高压蒸汽,该高温高压蒸汽送至蒸汽透平10驱动其旋转作功,蒸汽透平10排放的蒸汽乏汽依次经过冷凝器11和水泵12进行冷凝和加压处理,而后送至余热锅炉9中循环利用,最后烟气E从余热锅炉9中排出,同时燃气透平8和蒸汽透平10驱动发电机13旋转发电。
[0038]在白天时段,本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,在利用太阳能驱动生物质或煤炭等固体碳氢燃料A进行气化反应的同时,低温融盐储罐15的冷融盐经融盐泵14送至高温回转式太阳能气化反应器3中,利用白天时段富余的太阳能将融盐加热至550°C左右,加热后的融盐作为储热介质送至高温融盐储罐16中存储。
[0039]在夜间时段,本发明提供的可全天连续运行的太阳能与生物质互补联合循环发电系统,生物质或煤炭等固体碳氢燃料A被送至热解反应器17,融盐从高温融盐储罐16分别送至热解反应器17和焦油雾化器18中。首先在热解反应器17中利用550°C左右的融盐显热驱动固体碳氢燃料A热解,热解产生的焦油和烷烃类可燃气体借助净化装置5进行净化处理,而后送至焦油雾化
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