[發明專利]一種耦合生物質和太陽能的分布式能源系統

有效

• 申請號: 201610227262.0
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105910295B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李洪強;張曉烽;王飛;曾蓉;康書碩;張國強
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04;F25B15/06;F02C6/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及能源技術領域，特別是一種耦合生物質和太陽能的分布式能源系統。

背景技術

近些年來，隨著經濟發展加快，全球能源需求不斷增長，能源、環境和氣候變化問題日益突出。大力開發利用可再生能源資源，降低化石能源消耗，維護生態穩定，共同推進人類社會可持續發展，已成為各國共識。開發資源儲量大、清潔無污染的可再生能源對于可持續發展有著重要意義。其中太陽能和生物質因其獨特的優勢而被認為是化石燃料潛在的替代能源，其高效清潔利用技術受到廣泛關注。

作為取之不盡，用之不竭的能源，以及其清潔性，太陽能利用是緩解能源短缺，降低環境污染的有效手段。通過太陽能光熱技術將太陽輻射能轉換成熱能，以水作為直接傳熱工質，提供氣化反應所需要的汽化潛熱，轉化為蒸汽內能，通過蒸汽內能的形式參與和生物質在較高溫度下進行的氣化反應，間接轉化為合成氣化學能，實現品位間接提升。

生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體，可轉化為固態、液態和氣態燃料及化工原料或產品。同時在利用生成過程中實現了二氧化碳的零排放。在世界能源消耗中，生物質能占總能耗的14％，在發展中國家則可達40％。與其它能源相比，分布廣泛、環境影響較小，可持續利用。然而也存在資源分布分散、能量密度低等缺點，直接燃燒生物質量利用效率低，釋放煙氣粉塵造成環境污染。生物質氣化技術將低能量密度的生物質轉化為使用方便的合成氣，使得燃料的化學能轉移到合成氣中，提高燃氣利用效率。

分布式能源系統通過燃料燃燒的高品位熱能用于發電，低品位熱能用來供熱、制冷或除濕，實現冷熱電聯產和能源的梯級利用。耦合生物質和太陽能的分布式能源系統考慮太陽能經濟性集熱溫度與生物質氣化反應溫度的特點，以及功、冷、濕并供實現能源的綜合梯級利用，提高系統的性能。分布式生物質氣化供能系統就近收集固體生物燃料，避免低密度原料長距離輸送的能源消耗和費用，發揮產品多樣性的優點，滿足終端用戶對氣、冷、熱、電、除濕等多種能源的需求，同時利用中低溫太陽能集熱量提供氣化反應所需要的氣化潛熱，間接轉化為合成氣化學能，實現能量的品位提升。

目前對現有設計理念和實施方案的生物質聯產系統的研究存在的主要問題在：1)生物質聯產系統以生物質作為主要的原料來源，生物質能源利用方式較為單一。2)生物質聯產系統輸出產品缺乏多樣性，主要以熱電產品為主，冷熱電、甚至除濕應用較少，未能滿足用戶端對能量產品多元化的需求。3)通過生物質氣化發電實現了對燃料化學能品位的提升，而如何高效利用生物質合成氣和發電過程中的余熱資源，實現能量的綜合梯級利用也是需要解決的關鍵問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了最大限度的提高能源系統總能效率，實現可再生能源互補集成，滿足用戶多元化的產品需求，提高余熱資源綜合梯級利用，本發明提出了一種耦合生物質和太陽能的分布式能源系統。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明提供了一種耦合生物質和太陽能的分布式能源系統，該系統包括生物質預熱器、生物質粉碎機、循環流化床氣化爐、旋風分離除塵器、空氣分流器、第一換熱器、第二換熱器、冷凝器、水泵、槽式太陽能集熱器、燃氣內燃機發電機組、煙氣蒸汽型吸收式機組、第三換熱器和固體吸收式除濕機組。