一种风光热耦合热解反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风能和太阳能通过电热转换后，与太阳辐射热能耦合作用的生物质热解反应装置，用于新农村社区能源供应和现代生态农业领域。
【背景技术】
[0002]随着工农业生产和人民生活现代化的发展，能源的消耗量急剧增加。常规化石能源储量有限且不可再生，而且化石能源的使用除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、等环境污染外，还因二氧化碳的大量排放，导致“温室效应”和全球气候增暖。未来我国社会经济发展面临着包括能源短缺、能源安全、环境保护等一系列问题。解决这些问题是一项十分复杂和需要付出巨大社会成本的工程。其中，开发利用我国丰富的可再生能源资源，是保障能源供应、确保能源安全的重要措施，也是解决化石能源造成严重环境污染的根本途径。
[0003]在众多可再生能源中，具有广泛使用价值的是太阳能、风能和生物质能。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。另外，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一。风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。全球的风能约为1300亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，且风能分布广泛、利用方便。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，取之不尽、用之不竭，是唯一的一种可再生碳源。生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源，在整个能源系统中占有重要地位。
[0004]太阳能利用的主要方式可分为光热利用和光电利用。光热利用是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。光电利用主要有两种:①光一热一电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电，一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。②光一电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池板。风能发电是将风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能，风能发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。但是，太阳能和风能有一个重大的缺点:传统的能源可以根据需要调节供应，而太阳能和风能是间歇性的而且不能随需要来控制，太阳能只有白天和晴天才有，风力的大小则经常发生无法控制的剧烈变化。而且太阳能发电和风能发电存在发电间歇性、不可预测性等特点，使得并网存在很大困难。因此，太阳能和风能无法有效规模储存，不能根据需求调节能源的供应。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种风光热耦合热解反应装置，该装置通过风能和太阳能发电后，利用电加热丝转换为热能，同时，通过槽式抛物面反射镜聚焦太阳辐射热能，再将上述热能用于生物质热解，从而生成生物燃气、生物炭、木醋液和木焦油，将三种可再生能源统一以生物燃气和生物炭的形式储存下来，实现能源的规模储存和高效利用。
[0006]实现上述实用新型目的的技术方案是一种风光热耦合热解反应装置，由主热解系统、热量补给系统、动力系统、传送系统、监控系统和辅助系统组成，所述的主热解系统由槽式太阳能反光镜、真空集热器玻璃外管、热解反应装置金属内管和金属内管的外壁吸热涂层组成，所述的热解反应装置金属内管为从封头到轴承间的整体不锈钢钢管，在有真空集热器玻璃外管的部分覆上吸热涂层，真空集热器玻璃外管和热解反应装置金属内管间呈真空状态。
[0007]所述的热量补给系统由风力发电系统、太阳能发电系统、蓄电池组、逆变器和电加热丝组成，所述的蓄电池组的电力输出由控制系统调节，电加热丝缠绕在热解反应装置金属内管上。
[0008]所述的动力系统由变频电机、减速器和万向节组成，所述的变频电机根据控制系统输送的信号来调整转速，所述的变频电机通过减速器与万向节相连接，万向节另一端与送料主轴相连接。
[0009]所述的传送系统由封头、送料主轴、螺旋送料装置和轴承组成，所述的送料主轴另一端在轴承处固定，螺旋送料装置焊接在送料主轴上，其螺旋线由封头处起，到炭粉收集箱处终止。
[0010]所述的监控系统由控制系统、1号温度传感器、2号温度传感器和3号温度传感器组成，所述的1号温度传感器检测物料进口区温度，2号温度传感器检测物料中段温度，3号温度传感器检测物料末端温度，并将温度信号传送到控制系统，由控制系统输出信号控制变频电机的转速和蓄电池组的输出功率；
[0011]所述的辅助系统由进料口、出气口和炭粉收集箱组成，所述的进料口、出气口和炭粉收集箱分别焊接在热解反应装置金属内管左端上边、右端上边和右端下边。
[0012]本实用新型主要以太阳能光热利用为主，耦合太阳能的光-电-热和风能的风-电-热利用为辅，对生物质进行热解，获得清洁能源生物燃气和生物炭，以及木醋液和木焦油两种天然农用化学品替代物。本实用新型通过槽式抛物面反射镜聚焦太阳辐射热能，将太阳能真空集热管和生物质热解反应器相结合，作为吸热器来吸收太阳热能。利用风力发电系统和太阳能光伏发电系统，将风能和太阳能转换为电能，储存在蓄电池组中，以控制系统来调节电力输出功率及物料输送速度，从而实现生物质热解转换。由此，解决太阳能和风能无法规模化储存和发电并网困难的问题，通过生物质热解为转换桥梁，将三种可再生能源统一以生物燃气和生物炭的形式储存下来，实现能源的规模储存和高效利用。
[0013]生物质能的转化利用主要包括热化学转化利用和生物化学转化利用。生物质能的热化学转化利用主要包括直接燃烧、热解、气化和液化等。生物质热解是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程。该技术能将生物质能转化为高品质的易储存、易运输、能量密度高的生物炭和生物燃气，可用于新农村社区能源供应，因此，生物质热解技术是生物质能的一种重要利用形式。
[0014]针对太阳能和风能无法规模化储存和运输，太阳能和风能发电间歇性、不可预测性、并网困难的现状，以生物质热解的强吸热过程为转化契机，将太阳能和风能发电后，利用电加热生成热能，同时与太阳辐射热能相结合，对生物质进行加热使其热解，形成一种新型的风光热耦合热解反应装置。由此，将太阳能、风能和生物质能以高品质生物燃气和生物炭储存下来，形成一种区域可再生能源综合转换、规模储存和高效利用体系。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型风光热耦合热解反应装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]图1是本实用新型风光热耦合热解反应