利用生物质和太阳能来制取甲醇及发电的多联产系统

摘要

本发明公开了一种利用生物质和太阳能来制取甲醇及发电的多联产系统，该多联产系统包括太阳能集热反应子系统、生物质气化子系统、甲醇合成子系统和发电子系统，主要设备包括平板式太阳能干燥器、槽式太阳能集热器、蒸汽发生器、塔式太阳能反射镜场、塔式高温气化反应器、气体减温器、气体冷凝净化器、压缩机组、甲醇合成塔、换热器、气液减温器、闪蒸罐、分离器、混合器、精馏塔、甲醇罐、燃烧室、压缩机、燃气透平、余热锅炉、蒸汽轮机、冷凝器、给水泵和发电机。利用本发明，实现了太阳能向化学能的转化，并解决了当前太阳能的储能难度大和可再生能源输送稳定性差等问题，同时也提高了生物质的有效利用率。

主权项

一种利用生物质和太阳能来制取甲醇及发电的多联产系统，其特征在于，该多联产系统包括：太阳能集热反应子系统，包括平板式太阳能干燥器(1)、槽式太阳能集热器(2)、蒸汽发生器(3)和塔式太阳能反射镜场(4)，其中，平板式太阳能干燥器(1)利用吸收的太阳能对进入其中的生物质(S1)进行干燥，并将干燥后的生物质(S1)送入生物质气化子系统的塔式高温气化反应器(5)；蒸汽发生器(3)的热端进出口与槽式太阳能集热器(2)闭合连接，利用槽式太阳能集热器(2)的热量使进入蒸汽发生器(3)中的水(S2)变成蒸汽，并将蒸汽送入塔式高温气化反应器(5)；塔式太阳能反射镜场(4)布置在塔式高温气化反应器(5)的周围，作为塔式高温气化反应器(5)高温气化反应的热源；生物质气化子系统，包括塔式高温气化反应器(5)、气体减温器(6)和气体冷凝净化器(7)，其中，塔式高温气化反应器(5)利用塔式太阳能反射镜场(4)反射并聚焦获得高温热源，使进入其中的干燥后的生物质(S1)和蒸汽发生器(3)生成的蒸汽发生高温气化反应产生高温气体，该高温气体首先通过气体减温器(6)进行冷却，并送至气体冷凝净化器(7)进行后续的水分分离和气体净化，经处理的气体被送至甲醇合成子系统的压缩机组(8)；甲醇合成子系统，包括压缩机组(8)、甲醇合成塔(9)、换热器(10)、气液减温器(11)、闪蒸罐(12)、分离器(13)、混合器(14)、精馏塔(15)和甲醇罐(16)，其中，压缩机组(8)对进入的气体进行多级加压并利用换热器(10)完成预热后送至甲醇合成塔(9)中，在甲醇合成塔(9)中反应后产生的甲醇和未反应气体的气液混合物依次经过换热器(10)和气液减温器(11)降温，降温后的气液混合物利用闪蒸罐(12)进行气液分离，分离出的液体甲醇经过精馏塔(15)提纯后送至甲醇罐(16)中，分离出的气体利用分离器(13)进行调整分离成两股气体，一股气体循环返送至压缩机组(8)继续进行甲醇合成流程，另一股气体则与精馏塔(15)分离出的气体成分一起经混合器(14)送入发电子系统的燃烧室(17)中进行燃烧；发电子系统，包括燃烧室(17)、压缩机(18)、燃气透平(19)、余热锅炉(20)、蒸汽轮机(21)、冷凝器(22)、给水泵(23)和发电机(24)，其中，空气(S3)经过压缩机(18)压缩后送至燃烧室(17)以提供氧气成分，燃烧室(17)中产生的高温烟气推动燃气透平(19)做功，燃气透平(19)排放的烟气被送至余热锅炉(20)中生产蒸汽推动蒸汽轮机(21)做功，余热锅炉(20)、蒸汽轮机(21)、冷凝器(22)、给水泵(23)与发电机(24)构成完整的朗肯做功循环，最终利用发电机(24)产生电能。