CN101598039B - 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,实现发电机的全天候运行。
Description
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。
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