[發明專利]一種太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統及方法

在審

• 申請號: 202211512752.7
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115869877A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鄒立;趙欽新;鄧世豐;董凱;邵懷爽;梁志遠;高云龍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;C01B32/39;C01B32/336;C01B3/16;C10J3/72;C10J3/00;C10B53/02;B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02;C10B57/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，包括活性炭制備裝置(1)、微波反應器(5)、生物質氣化爐(11)、燃燒反應器(15)、空氣預熱器(18)、催化重整反應器(19)、光熱介質儲能系統和CO₂分離裝置(23)；微波反應器(5)的生物質出口(2)分別連接生物質氣化爐(11)和活性炭制備裝置(1)的進料口，生物質氣化爐(11)的炭出口(31)連接燃燒反應器(15)，生物質氣化爐(11)和燃燒反應器(15)均設置有水冷壁和水冷壁集箱，微波反應器(5)和生物質氣化爐(11)的氣體出口以及燃燒反應器(15)的水冷壁集箱的水蒸氣出口連接催化重整反應器(19)的氣體入口，催化重整反應器(19)的氣體出口連接CO₂分離裝置(23)，CO₂分離裝置(23)連接有CO₂儲罐(24)和H₂儲罐(25)；燃燒反應器(15)的煙氣出口設置空氣預熱器(18)，空氣預熱器(18)的高溫空氣出口連接燃燒反應器(15)的空氣入口(27)和熱用戶；光熱介質儲能系統的儲熱介質出入口連接催化重整反應器(19)的儲熱介質進出口；光熱介質儲能系統的儲熱介質出口連接活性炭制備裝置(1)的儲熱介質入口；生物質氣化爐(11)的進料口作為CaO及金屬氧載體的入口；生物質氣化爐(11)的水冷壁集箱的水蒸氣出口分別連接生物質氣化爐(11)和活性炭制備裝置(1)的蒸汽入口。

2.根據權利要求1所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，光熱介質儲能系統包括依次連接的低溫介質儲罐、太陽能光熱裝置以及高溫介質儲罐，低溫介質儲罐的入口作為光熱介質儲能系統的儲熱介質入口，高溫介質儲罐的出口作為光熱介質儲能系統的儲熱介質出口，太陽能光熱裝置采用塔式太陽能光熱裝置、槽式太陽能光熱裝置或盤式太陽能光熱裝置；所述儲熱介質為堿金屬熔鹽。

3.根據權利要求2所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，太陽能光熱裝置采用太陽能反應器(21)，太陽能反應器(21)中部為吸收腔體(215)，吸收腔體(215)為開口狀，吸收腔體(215)外部設置有儲熱介質加熱腔；吸收腔體(215)的開口側設置石英玻璃窗(213)，吸收腔體(215)表面涂有高太陽能吸收率和低熱輻射率的涂層，石英玻璃窗(213)表面鍍有用于減少熱損失的低反射率涂層。

4.根據權利要求1所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，微波反應器(5)頂部設置攪拌裝置，微波反應器(5)入口處設置第一螺旋輸送機(3)；微波反應器(5)的可燃氣出口(6)連接有第一旋風分離器(7)，生物質氣化爐(11)的氣體出口設置第二旋風分離器(12)，燃燒反應器(15)的煙氣出口與空氣預熱器之間設置第三旋風分離器(16)；第二旋風分離器(12)的顆粒物出口通過返料器連接生物質氣化爐(11)，第一旋風分離器(7)的顆粒物出口和第三旋風分離器(16)的顆粒物出口連接生物質氣化爐(11)的進料口，第一旋風分離器(7)、第二旋風分離器(12)和第三旋風分離器(16)的氣體出口均設置有引風機。

5.根據權利要求1所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，水冷壁兩端分別連接水冷壁上集箱和水冷壁下集箱，水冷壁下集箱連接給水系統，生物質氣化爐(11)底部開設炭出口(31)，燃燒反應器(15)開設第四進料口(28)，炭出口(31)通過第二螺旋輸送機(30)連接第四進料口(28)。

6.根據權利要求1所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，催化重整反應器(19)主體為筒狀，催化重整反應器(19)的氣體通道(191)采用具有外翅片強化的金屬管，且所述金屬管盤旋布置在催化重整反應器(19)內部；催化重整反應器(19)的氣體通道(191)中布置有用于合成氣催化重整反應的催化劑床層；催化重整反應器(19)中氣體流向與儲熱介質流向相反；催化重整反應器(19)主體材質為耐熔鹽腐蝕的奧氏體不銹鋼。

7.根據權利要求1所述的太陽能耦合生物質能的熱氫聯產系統，其特征在于，活性炭制備裝置(1)為回轉窯反應器。