[發(fā)明專(zhuān)利]基于全天候太陽(yáng)能氣化反應(yīng)器的太陽(yáng)能氣化綜合利用系統(tǒng)有效
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810369937.4 | 申請(qǐng)日: | 2018-04-23 |
公開(kāi)(公告)號(hào): | CN108410512B | 公開(kāi)(公告)日: | 2023-09-15 |
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 白章;鞏亮;劉啟斌;萬(wàn)培培;徐明海 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 中國(guó)石油大學(xué)(華東) |
主分類(lèi)號(hào): | C10J3/60 | 分類(lèi)號(hào): | C10J3/60;F22B1/18;F24S60/00 |
代理公司: | 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人: | 樊曉 |
地址: | 266580 山*** | 國(guó)省代碼: | 山東;37 |
權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索關(guān)鍵詞: | 基于 全天候 太陽(yáng)能 氣化 反應(yīng)器 綜合利用 系統(tǒng) | ||
本公開(kāi)提供了一種基于全天候太陽(yáng)能氣化反應(yīng)器的太陽(yáng)能氣化綜合利用系統(tǒng),太陽(yáng)能氣化子系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能氣化反應(yīng)和常規(guī)氣化反應(yīng),用于全天候地生成合成氣,并提供水蒸氣和高溫?zé)煔猓灰后w燃料合成子系統(tǒng)用于對(duì)所述合成氣進(jìn)行處理得到液態(tài)產(chǎn)物;尾氣發(fā)電子系統(tǒng)利用所述氣態(tài)產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)燃?xì)庾鞴ρh(huán)發(fā)電,利用所述煙氣和高溫水蒸氣驅(qū)動(dòng)蒸汽循環(huán)作功發(fā)電。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開(kāi)涉及太陽(yáng)能與化石能源互補(bǔ)利用領(lǐng)域,尤其涉及一種基于全天候太陽(yáng)能氣化反應(yīng)器的太陽(yáng)能氣化綜合利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)
在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下,人類(lèi)對(duì)能源的需求量越來(lái)越大,當(dāng)前,全球的主要能源仍由石油、天然氣、和煤等一次能源為主,隨之帶來(lái)的不僅是能源資源儲(chǔ)量的急劇降低,還將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,尤其是大量CO2等溫室氣體的排放將影響到全球的生態(tài)平衡。僅2016年,全球一次能源消費(fèi)總量合計(jì)為132.76億噸油當(dāng)量,較上年增長(zhǎng)1.3%,中國(guó)的一次能源消耗量也由2000年的14.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長(zhǎng)至2010年的44.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,總量翻了近三倍,增加了122.6%。尤其需指出的是,中國(guó)的石油對(duì)外依存度已突破60%,我國(guó)的能源安全已受到了嚴(yán)重威脅。再此背景下,在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、提高能源利用效率的同時(shí),還需要大力發(fā)展太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源。
我國(guó)的太陽(yáng)能資源非常豐富,具有其無(wú)污染、可再生、儲(chǔ)量巨大的特點(diǎn),年太陽(yáng)能輻射值約為1050~2450kW·h(m2·a),大于1050kW·h(m2·a)的地區(qū)占國(guó)土面積的96%以上。我國(guó)的太陽(yáng)輻射量的分布趨勢(shì)表現(xiàn)為西高東低,在我國(guó)的西藏、青海和新疆等西部地區(qū),太陽(yáng)能資源極為豐富,年日照時(shí)間更是在3000小時(shí)以上,屬世界太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)之一。截止到2015年底我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)4318kW,占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的3%,排名世界第一。
但太陽(yáng)能具有間接性和不穩(wěn)定性等固有特性,這對(duì)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效和穩(wěn)定轉(zhuǎn)化提出了巨大挑戰(zhàn)。對(duì)于此,可以采用多能源互補(bǔ)的利用方式,利用驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)和石油焦的氣化反應(yīng),由此實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱能向合成氣燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)變,不僅實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的高效化學(xué)儲(chǔ)能,還能夠有利于太陽(yáng)能后續(xù)的高效穩(wěn)定利用。
我國(guó)的生物質(zhì)資源非常豐富,也將為實(shí)現(xiàn)與太陽(yáng)能的互補(bǔ)利用奠定了資源基礎(chǔ)。另外,我國(guó)作為石油消耗大國(guó),在進(jìn)行原油煉制等過(guò)程中將產(chǎn)生大量的石油焦,石油焦作為重渣油延遲焦化而得到的副產(chǎn)品,與無(wú)煙煤相比,石油焦具有含碳量高、熱值高、灰分少和揮發(fā)分低等特點(diǎn),可作為燃料通過(guò)燃燒的方式利用。截止至2017年底,我國(guó)的石油焦年產(chǎn)量已到達(dá)2492.9萬(wàn)噸。由于石油焦多為高硫焦,直接燃燒石油焦將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,然而對(duì)石油焦棄之不用,同樣會(huì)對(duì)地下水和地表環(huán)境等產(chǎn)生環(huán)境污染,也同時(shí)造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。因此,如何實(shí)現(xiàn)清潔、高效的利用石油焦已成為亟待解決的問(wèn)題。與常規(guī)直接氣化石油焦的方式不同,借助高溫太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)石油焦的氣化反應(yīng),能夠有效地提高石油焦的利用率,并改善所產(chǎn)生合成氣的組分特性。
進(jìn)一步,通過(guò)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)和石油焦等燃料氣化所產(chǎn)生的合成氣,能夠借助燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行高效發(fā)電,同時(shí)還可以通過(guò)費(fèi)托合成或者甲醇合成等流程轉(zhuǎn)化生產(chǎn)清潔的液體燃料。這將進(jìn)一步拓展太陽(yáng)能的利用方式,并提供液體燃料的供應(yīng)能力。但同時(shí)還需面對(duì)的是,雖然太陽(yáng)能通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為燃料化學(xué)能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效穩(wěn)定利用,但是太陽(yáng)能的間歇性和不穩(wěn)定性仍然制約著太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的高效連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)此,需要開(kāi)發(fā)出先進(jìn)高效的太陽(yáng)能氣化反應(yīng)裝置和與此對(duì)應(yīng)的能源利用系統(tǒng)。
公開(kāi)內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
有鑒于此,本公開(kāi)的主要目的在于提供一種基于全天候太陽(yáng)能氣化反應(yīng)器的太陽(yáng)能氣化綜合利用系統(tǒng),用于提高太陽(yáng)能及其他石油焦和生物質(zhì)等固體燃料的轉(zhuǎn)化特性,并解決系統(tǒng)高效連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行等問(wèn)題。
(二)技術(shù)方案
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