CN101598039A - 太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能－生物质能－氢能耦合互补发电方法，先将生物质加入到气化炉内，生成的生物质气处理后即进入发电机产生电能；当阳光充足，上述生物质气全部经处理加入氢气，在甲醇合成塔合成为甲醇气体和水，合成的甲醇进入太阳能加热器加热后经甲醇热分解器分解为H2和CO混合气，进入发电机产生电能。本发明采用将生物质能作为氢能及太阳能热发电的互补，可充分发挥发电机的潜力，没有太阳时用生物质能单独发电，有太阳时用太阳能和氢能辅助生物质能发电，不仅避免了单一生物质能脱不净的硫化物对燃气发电机的腐蚀，而且还确保了上网电力的稳定性，可大大地降低发电成本，充分显示出了三种能源互补的优越性，实现发电机的全天侯运行。

Description

太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法
技术领域
本发明涉及发电领域，尤其是涉及一种太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法。
背景技术
太阳能和生物质能是极其重要的可再生能源，充分利用太阳能和生物质能对我国环境保护，节能减排，建立资源节约型和环境友好型社会有着十分重要的意义。但是目前现有的利用都十分单一，要么只利用太阳能发电、干燥、供暖或空调等，要么只利用生物质能发电、煮饭、取暖等，没有将太阳能、生物质能和氢能有机地结合起来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将三者有机的结合起来使太阳能-生物质能-氢能耦合互补的发电方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法，它包括下述步骤：
首先将生物质加入到气化炉内，与空气鼓风机鼓入的空气发生不充分燃烧，生成的生物质气先通入静电除焦器内分离出焦油，再经加压机加压后进入水雾捕滴器除水、脱硫塔脱硫后即可进入发电机产生电能；即当夜间、阴天无太阳时，生物质气经脱硫后可直接进入发电机发电；
当阳光充足，上述经脱硫塔脱硫后的生物质气进入压缩机加压，采用低温甲醇洗脱其中所含的CO2、经精脱硫塔脱硫后加入氢气，使H2/CO＝2；
将合成后的气体返回至压缩机中加压后，经水雾捕滴器除水，进入气体换热器加热管程后，通过甲醇合成塔合成为甲醇气体和水，经气体换热器壳程、水冷却器、甲醇分离器处理后，得到的甲醇和水进入甲醇储存罐，剩余气体进入气体循环机加压后，经气体换热器管程返回甲醇合成塔循环合成甲醇；
合成的甲醇从甲醇储存罐出来经减压阀减压后进入太阳能加热器，加热后的甲醇经甲醇热分解器分解为H2和CO混合气，进入发电机产生电能并释放出高温废气；
高温废气进入余热锅炉，使锅炉内的软化水产生水蒸汽，水蒸汽推动汽轮发电机高速转动产生电能；做过功的水蒸汽经蒸汽冷凝器冷凝成水，凝结水通过水泵泵入余热锅炉构成循环。
所述的生物质为秸秆、秸秆炭、玉米芯、稻壳、木片块、棉杆、刨花、树枝及生活有机质垃圾等。
所述的生物质气包括一氧化碳19-22％、氢气9.5-12％、甲烷5.8-7.5％，剩余为氮气、H2S等杂质。
本发明的优点在于采用将生物质能作为氢能及太阳能热发电的互补，可以充分发挥发电机的潜力，有太阳时用太阳能和氢能辅助生物质能发电，没有太阳时用生物质能单独发电，不仅避免了单一生物质能脱不净的硫化物对燃气发电机的腐蚀，而且还确保了上网电力的稳定性，可大大的降低发电成本，充分显示出了三种能源互补的优越性，实现发电机的全天侯运行。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
如图所示，本发明所述的太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法，它包括下述步骤：
首先将秸秆、秸秆炭、玉米芯、稻壳、木片块、棉杆、刨花、树枝及生活有机质垃圾等生物质材料加入到气化炉1内，与空气鼓风机鼓入的空气发生不充分燃烧，产生温度为100-130℃的含有一氧化碳、氢气、甲烷和杂质的生物质气，生成的生物质气先通入静电除焦器2内分离出焦油后，再经加压机3加压至0.012-0.018MPa后进入水雾捕滴器4除水、用干法脱硫塔5将H2S脱至≤0.04g/Nm3后即可进入生物质气发电机19，使之产生电能；
当阳光充足，上述经脱硫塔5脱硫后的生物质气完全进入压缩机6加压至2.7MPa，采用低温NHD洗脱其中所含的CO2，使CO2≤0.3％、进入干法精脱硫塔8脱硫至≤10PPm后加入氢气，使H2/CO＝2(即加入的氢气量为脱硫后一氧化碳量的二倍)；
将合成后的气体返回至压缩机6中加压至5MPa后，经水雾捕滴器9除水，进入进入气体换热器11加热管程后，通过甲醇合成塔10，在270℃条件下经甲醇催化剂作用合成为含有甲醇的气体和水，含甲醇气体经气体换热器11壳程、水冷却器12降至常温，在甲醇分离器13中分离出甲醇和水，进入压力≤0.6MPa的甲醇储存罐15，分离甲醇和水后的气体进入气体循环机14加压至5MPa后与新的生物质气混合后，经气体换热器11管程返回甲醇合成塔10循环合成甲醇；
合成的甲醇从甲醇储存罐15出来经减压阀16降压至≤0.2MPa进入槽式太阳能加热器17加热至350-390℃，加热后的甲醇经甲醇热分解器18分解为H2和CO混合气；混合气进入生物质气发电机产生电能并放出高温废气；
高温废气进入余热锅炉20内，使锅炉内的软化水产生≥1.6MPa水蒸汽，水蒸汽推动汽轮发电机21高速转动产生电能，做过功的水蒸汽经蒸汽冷凝器22冷凝成水，凝结水通过水泵23泵入余热锅炉20构成循环。
此种发电方法当夜间、阴天无太阳时停止生物质气压缩机6工作和甲醇合成、太阳能分解等步骤，生物质气经干法脱硫塔5脱硫后直接进入生物质气发电机19发电；当阳光充足时，脱硫后的生物质气附加氢能完全进入压缩机再合成甲醇；利用太阳能分解甲醇后发电，充分显示出了三种能源互补的优越性，实现了发电机的全天侯运行。

Claims (3)

1、一种太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法，其特征在于：它包括下述步骤：
将生物质加入到气化炉(1)内，与空气鼓风机鼓入的空气发生不充分燃烧，生成的生物质气先通入静电除焦器(2)内分离出焦油后，再经加压机(3)加压后进入水雾捕滴器(4)除水、脱硫塔(5)脱硫后即可进入发电机(19)产生电能；
当阳光充足，上述经脱硫塔(5)脱硫后的生物质气完全进入压缩机(6)加压，采用低温NHD洗脱其中所含的CO2、经精脱硫塔(8)脱硫后加入氢气，使H2/CO＝2；
将合成后的气体返回至压缩机(6)中加压后，经水雾捕滴器(9)除水，进入气体换热器(11)管程加热后，通过甲醇合成塔合成为甲醇气体和水，经气体换热器(11)壳程、水冷却器(12)、甲醇分离器(13)处理后，得到的甲醇和水进入甲醇储存罐15，剩余气体进入气体循环机(14)加压后，经气体换热器(11)管程返回甲醇合成塔(10)循环合成甲醇；
合成的甲醇从甲醇储存罐(15)出来经减压阀(16)减压后进入太阳能加热器(17)，加热后的甲醇经甲醇热分解器(18)分解为H2和CO混合气，进入发电机(19)产生电能并释放出高温废气；
高温废气进入余热锅炉(20)，使锅炉内的软化水产生水蒸汽，水蒸汽推动汽轮发电机(21)高速转动产生电能；做过功的水蒸汽经蒸汽冷凝器(22)冷凝成水，凝结水通过水泵(23)泵入余热锅炉(20)构成循环。
2、根据权利要求1所述的太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法，其特征在于：所述生物质为秸秆、秸秆炭、玉米芯、稻壳、木片块、棉杆、刨花、树枝及生活有机质垃圾。
3、根据权利要求1所述的太阳能-生物质能-氢能耦合互补发电方法，其特征在于：所述的生物质气包括一氧化碳、氢气、甲烷，其余为氮气、H2S等杂质。
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