CN111892954B - 聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能热利用和生物质转化利用相关技术领域，其公开了一种聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，系统采用纳米流体作为传热及蓄热介质，其包括太阳能聚光系统、太阳能直接式吸热罐、纳米流体蓄热罐、供汽系统、气化反应系统及工况控制系统；气化系统用于将生物质与来自供气系统的水蒸气混合后在被加热后的纳米流体的作用下进行气化反应以得到合成气；纳米流体蓄热罐用于收容加热后的纳米流体进行蓄热及根据工况控制系统的指令补充纳米流体给气化系统；工况控制系统还用于根据系统的实际运行状态来控制供汽系统以及气化反应系统的工作模式。本发明易于灵活调变以适应各种环境，提高了稳定性及经济性，且保证了生产效率。

Description

聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统

技术领域

本发明属于太阳能利用和生物质转化利用相关技术领域，更具体地，涉及一种聚光太阳能纳米流体气化生物质制备合成气的系统。

背景技术

全球化石能源消耗与日俱增，但相对的化学能源的储量却在慢慢减少，这种矛盾将会引发能源危机；同时，化石燃料的大量消耗所带来的污染及排放问题也日渐严重，不符合可持续发展的要求。所以人们迫切的需要寻找一种可再生的能源作为替代。生物质来源广，是唯一含碳的可再生能源，可以通过多种手段将其转化为可用的燃料，尤其是生物质气化技术，能够将其转化为可燃气体，用于能源化工等各个领域，同时合成气含有焦油等副产品，品质与产量均有待提高。太阳能储量巨大，清洁，易获得，是十分廉价易得的能源。这种利用太阳能驱动生物质气化技术在反应条件上具有天然优势，不用消耗自身来提供热量，其气化效率比传统气化技术更高，于是综合以上两点，将太阳能作为生物质气化的热源，成为一种新思路。

但进一步的研究发现，直接使用太阳能驱动生物质气化技术时(1)在受外部聚焦辐射加热时形成的灰分会隔离反应区，减少辐射传热，从而严重阻碍反应的进行；(2)在直接式太阳能反应器中，焦油会附着在聚光入射窗口，导致局部高温破裂；(3)太阳位置及辐照强度随时间周期变化，导致太阳能反应器表面的入射能流密度瞬态变化，气化反应温度也随之波动，有时甚至不足以维持反应，故传热不良、副产物沾污和辐照不稳定这几点不足是制约聚光太阳能驱动气化工艺发展的关键问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其通过对系统的关键组成模块及相互设置方式进行了重新设计，尤其是引入了热力学参数更优异的纳米流体与作为蓄热传热介质以及基于此的工艺流程优化，不仅极大地提高了系统的气化效率，提高了产品气体的质量与产量，使之更适合能源化工产业的应用，而且通过工艺流程的合理布局与工况的灵活调控，使生产过程能始终稳定而高效地进行。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种聚光太阳能驱动纳米流体气化生物制备合成气的系统，所述系统采用纳米流体作为传热及蓄热介质，其包括太阳能聚光系统、太阳能直接式吸热罐、纳米流体蓄热罐、供汽系统、气化反应系统及工况控制系统，所述太阳能直接式吸热罐分别连接于所述供汽系统及所述纳米流体蓄热罐，所述气化反应系统分别连接于所述供汽系统、所述太阳能直接式吸热罐及所述纳米流体蓄热罐；

所述太阳能聚光系统用于将入射太阳能反射并聚焦于所述太阳能直接式吸热罐及所述供汽系统，以加热所述太阳能直接式吸热罐内的纳米流体及提供产生水蒸汽所需的热量；所述气化系统用于将生物质与水蒸汽混合后在被加热后的纳米流体的作用下进行气化反应以得到合成气；所述纳米流体蓄热罐用于收容加热后的纳米流体进行蓄热及根据所述工况控制系统的指令补充纳米流体给所述气化反应系统；所述供汽系统的工作模式有利用太阳能产生蒸汽、利用纳米流体产生蒸汽及利用合成气燃烧产生的烟气热量来产生蒸汽；所述工况控制系统还用于根据所述系统的实际运行状态来控制所述供汽系统以及气化反应系统的工作模式。

进一步地，所述太阳能聚焦系统连接于所述工况控制系统，所述太阳能聚光系统设置有反射镜，所述工况控制系统通过控制所述反射镜的角度来改变分配给所述太阳能直接式吸热罐及所述供汽系统的太阳能比例；其中，所述太阳能聚光系统优先供能给所述供汽系统。

进一步地，所述纳米流体为三元碳酸熔融盐与镍纳米颗粒混合制成。所述的纳米流体制备过程为：三元碳酸熔融盐以5:3:2(Ka₂CO₃:Li₂CO₃:Na₂CO₃)的比例混合后，采用两步法，先将将纳米颗粒与混合盐在去离子水中用超声波震动破碎，然后将溶液在液氮中冷冻，最后用冷冻干燥机除去溶剂，得到纳米流体固体。

进一步地，所述太阳能直接式吸热罐包括石英罐体及真空熔盐泵，所述石英罐体用于收容并加热纳米流体；在加热时，所述纳米流体蓄热罐中的纳米流体被所述真空熔盐泵泵至所述石英罐体中，聚焦的太阳能透过所述石英罐体的罐壁直接被纳米流体吸收并将纳米流体加热至900℃以变成高温纳米流体，高温纳米流体一部分流入所述气化反应系统以供给反应所需热量，剩余部分则回流至所述纳米流体蓄热罐中；所述纳米流体蓄热罐对应的壳体部分埋藏于地表以下。

进一步地，所述供汽系统包括太阳能集热器、纳米流体加热的蒸汽发生器、烟气加热的蒸汽发生器及二级辅助加热器；所述太阳能集热器周向地设置在所述壳体外侧，并与所述的石英罐体上下相邻；所述系统还包括高温烟气加热器，所述高温烟气加热器的出气口与所述烟气加热的蒸汽发生器进气口相连通。

进一步地，所述太阳能集热器、所述纳米流体加热的蒸汽发生器及所述烟气加热的蒸汽发生器在所述工况控制系统的调配下根据不同工况使用不同的热源以将输入所述供汽系统的水变为水蒸汽，并且选择启用的优先级为所述太阳能集热器、所述纳米流体加热的蒸汽发生器及所述烟气加热的蒸汽发生器。

进一步地，所述烟气加热的蒸汽发生器的一个入水口通过一个阀与第四管路连接于所述太阳能集热器的一端，且所述第四管路通过一个阀与所述纳米流体加热的蒸汽发生器的一个入水口相连通，所述第四管路位于所述纳米流体加热的蒸汽发生器与所述太阳能集热器之间的区段上设置有阀；所述二级辅助加热器的入水口连接于所述太阳能集热器的出水口，所述二级辅助加热器的出水口分别连接于所述烟气加热的蒸汽发生器的一个出水口及所述纳米流体加热的蒸汽发生器的一个出水口。

进一步地，所述气化反应系统包括气化反应器、碳渣分离器及进料掺混器；所述纳米流体加热的蒸汽发生器的出水口及所述烟气加热的蒸汽发生器的出水口通过所述进料掺混器与所述二级辅助加热器的出水口相连接；所述碳渣分离器连接所述气化反应器及所述纳米流体蓄热罐；所述气化反应器的出气口还连接于所述二级辅助加热器的进气口。

进一步地，所述纳米流体加热的蒸汽发生器的纳米流体入口通过第三管路连接于所述气化反应器的高温纳米流体入口，所述第三管路的两端分别设置有阀。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统主要具有以下有益效果：

1.所述系统多种工况设置，灵活调变，能够应对各种环境，在提高系统运行的稳定性的同时，保证了生产效率，间接提高了系统运行的经济性。

2.所述系统采用纳米流体作为传热/储热价值，一方面，相比于普通三元碳酸盐，使用纳米流体具有更高的比热容，且对太阳光具有更宽的吸收光谱，在作为储热介质时，可以直接吸收太阳能，减少传热损耗，并存储更多的热量；另一方面，作为传热介质，在掺杂了纳米颗粒成为纳米流体后，具有更好的传热性能，能加快气化过程，并且纳米颗粒可以为反应提供额外的催化效果，使得最终产品的质量获得大幅度地提升。

3.将大体积的蓄热罐部分地置于地底，利用了土地自身的隔热性能，减少了散热损失，提高了热效率。

4.所述系统结构简单，易于操作，适用性较强，有利于推广应用。

附图说明

图1是本发明提供的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统的结构示意图；

图2是图1中的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统的工艺流程示意图；

图3中的a)、b)及图4中的c)、d)分别是图1中的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的运行工况示意图；

图5是图1中的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统判断决定运行工况的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-石英罐体，2-太阳能集热器，3-纳米流体加热的蒸汽发生器，4-烟气加热的蒸汽发生器，5-高温烟气加热器，6-气化反应器，7-碳渣分离器，8-纳米流体蓄热罐，9-纳米流体，10-二级辅助加热器，11-进料掺混器，16-太阳能聚焦系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1及图2，本发明提供的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，所述系统的主要构思主要在于：传统生物质气化工艺会自身消耗，气化效率较低，而结合太阳能作为热源后，其传热蓄热工质的优化选择与工艺流程安排又成为一大关键的待解决问题。所述系统通过使用纳米流体作为传热蓄热机制，同时搭配多种合理的运行工况，使得所述系统能够很好地解决上述问题，相比传统生物质气化技术，本发明的气化效率可以提升30％，提升活化因子6000％，降低了90％的焦油产率，产出以H₂、CO为主，含有少量CH₄与CO₂的合成气。

所述系统包括太阳能聚焦系统16、太阳能直接式吸热罐、纳米流体蓄热罐8、供汽系统、气化反应系统及工况控制系统，所述太阳能聚焦系统16用于将入射太阳能反射并聚焦于太阳能直接式吸热罐与太阳能集热器两个焦点上，以直接加热纳米流体与水。本实施方式中，所述系统还包括壳体，所述纳米流体蓄热罐收容于所述壳体内，对应的壳体部分埋藏于地表以下。

所述太阳能直接式吸热罐包括石英罐体1及真空熔盐泵，所述石英罐体1用于收容纳米流体9。在加热时，所述纳米流体蓄热罐8中的低温纳米流体被所述真空熔盐泵泵至所述石英罐体1中，聚焦的太阳能透过所述石英罐体1的罐壁直接被纳米流体吸收并将纳米流体加热至900℃以变成高温纳米流体，高温纳米流体一部分流入所述气化反应系统以供给反应所需热量，剩余部分则回流至所述纳米流体蓄热罐8中。

所述供汽系统包括太阳能集热器2、纳米流体加热的蒸汽发生器3、烟气加热的蒸汽发生器4及二级辅助加热器10，所述纳米流体加热的蒸汽发生器3及所述烟气加热的蒸汽发生器4及所述二级辅助加热器10均收容于所述壳体内。所述太阳能集热器2周向地设置在所述壳体外侧，并与所述石英罐体1上下相邻。所述太阳能集热器2、所述纳米流体加热的蒸汽发生器3、所述烟气加热的蒸汽发生器4的进水口前均有一个阀门；所述二级辅助加热器10的进水口连接于所述太阳能集热器2的出水口，所述二级辅助加热器10、烟气加热的蒸汽发生器4及所述纳米流体加热的蒸汽发生器3的出水口均与进料掺混器11连接。本实施方式中，所述纳米流体加热的蒸汽发生器3还与所述纳米流体蓄热罐8相连通。

本实施方式中，所述太阳能集热器2、所述纳米流体加热的蒸汽发生器3及所述烟气加热的蒸汽发生器4在不同工况下使用不同的热源以将输入所述供汽系统的水变为水蒸汽，并且选择启用的优先级为所述太阳能集热器2、所述纳米流体加热的蒸汽发生器3及所述烟气加热的蒸汽发生器4，启用主要取决于所述工况控制系统的判断结果。当产生的水蒸汽温度低于800℃时，启用所述二级辅助加热器10，使用反应产生的高温合成气来加热水蒸汽至800℃以上，流出的水蒸汽进入所述气化反应系统与生物质原料掺混后进行反应。

所述气化反应系统包括气化反应器6、碳渣分离器7及进料掺混器11，所述气化反应器6、所述碳渣分离器7及所述进料掺混器11均收容于所述壳体内。所述纳米流体加热的蒸汽发生器3及所述烟气加热的蒸汽发生器4通过所述进料掺混器11与所述二级辅助加热器10相连接。所述碳渣分离器7连接所述气化反应器6及所述纳米流体蓄热罐8。所述气化反应器6还连接于所述二级辅助加热器10。所述纳米流体加热的蒸汽发生器3、气化反应器6、纳米流体储热罐8的纳米流体入口前均设置有阀门，并与所述石英罐体1相连。所述纳米流体蓄热罐8的底部与所述石英罐体1相连，管路中设置有阀与真空融盐泵。

进入所述进料掺混器11中的生物质原料被高速水蒸汽流裹挟，一同进入所述气化反应器6中被高温纳米流体加热并发生气化反应，产生的合成气自所述气化反应器6的顶部输出，反应完后的碳渣被所述碳渣分离器7分离过滤后排出，剩下的反应完后的低温纳米流体被回收进入所述纳米流体蓄热罐8。

所述工况控制系统包括多个热电偶传感器及微处理器，所述热电偶与所述微处理器相连接，所述太阳能集热器2、所述纳米流体加热的蒸汽发生器3、所述烟气加热的蒸汽发生器4、所述二级辅助加热器10及所述纳米流体蓄热罐8上分别设置有热电偶传感器，所述热电偶传感器用于检测对应的温度，并将检测到的温度数据传输给所述微处理器，所述微处理器根据接收到的温度数据进行处理及判断运行工况，进而控制相应的部件进行相应动作。

所述微处理器根据公式(1)及公式(2)来得到

与

并结合所述纳米流体蓄热罐8内的纳米流体的温度T来给出工况判断及划分依据，详见下表：

其中，

为额定工况下所需的太阳能；

为生产水蒸气所用的太阳能；

为用于维持反应所需的太阳能；

为产物产率；h_sg,T为产物出口温度下的焓；

为系统能量损失；

为进料参杂的氦气流量；

为反应前后氦气的焓差；

为生物质进给量；h_feed为生物质输入时的焓；

为水蒸气流率；h_steam,in为水在加热前的焓；h_steam,out为水加热后的焓，以上符号所代表的物理量均为额定工况下；

为实际输入系统的太阳能。

请参阅图3、图4及图5，所述系统有以下几种运行工况：

a)

时，太阳能同时供给蒸汽产生与纳米流体加热，加热后的纳米流体一部分直接进入所述气化反应器6反应，一部分流入所述纳米流体蓄热罐8进行蓄热。

b)

时，太阳能优先供给蒸汽产生，加热后的纳米流体直接进入所述气化反应器6反应，不足的部分由所述纳米流体蓄热罐8内的纳米流体补充。

c)

时，太阳能优先供给蒸汽产生，不足的部分由所述纳米流体蓄热罐8内流体通过所述纳米流体加热的蒸汽发生器3补充，气化反应所需的热量直接由所述纳米流体蓄热罐8内流体提供。

d)T<820℃时，系统以最低功率运行，同时调用产生的合成气燃烧，产生的烟气通过所述高温烟气加热器5加热蓄热罐内的流体，烟气余热通过所述烟气加热的蒸汽发生器4补充产生蒸汽。

e)夜晚时由所述纳米流体蓄热罐8内的流体提供全部能量，必要时可以切换至d)工况。

本实施方式中，所述太阳能聚焦系统16优选设置有反射镜，以通过反射镜的角度微调来改变聚焦位置，从而改变分配给所述石英罐体1与所述太阳能集热器2的太阳能比例，该比例根据当时运行的工况来确定，即保证分配后聚焦在所述太阳能集热器2上的太阳能满足水蒸汽加热至所需热量

所述系统中的传热与蓄热介质优选用三元碳酸熔融盐与镍纳米颗粒混合制成的纳米流体，相比于单纯的熔盐具有更高导热系数、热容与太阳能吸收能力，从而提高了气化反应效率，增强蓄热能力，提高了效率，同时镍纳米颗粒对气化反应有催化作用，能提高合成气品质与产量。其中的纳米流体原料将从所述纳米流体蓄热罐8补充进所述系统中，优选的采用两步法与冷冻干燥法来制备成纳米流体。

所述系统工作时，首先，当阳光充足、蓄热充足时，该系统运行在额定工况下；当所述太阳能聚焦系统16检测到足够的辐射强度时，调整反射镜角度，将太阳能聚焦在太阳能直接式吸热罐的所述石英罐体1与其底下的所述太阳能集热器2上，从所述纳米流体蓄热罐8抽上来的纳米流体吸收辐射，温度上升至900℃，一部分被送入所述气化反应器6作为反应的热源，另一部分被送回所述纳米流体蓄热罐8将热量储存起来。输入系统的水在所述太阳能集热器2中被加热汽化，变成高温水蒸气，并被送入所述进料掺混器11中，准备与生物质掺混。

然后，输入系统的生物质在所述进料掺混器11中被高温高速水蒸气裹挟完成预热后以一定的速率输入所述气化反应器6中，并在高温纳米流体的包裹下开始进行热解气化反应，反应温度在850～900℃之间。反应完后的气体产物从所述气化反应器6顶部排出。反应完后的残渣与纳米流体一同进入所述炭渣分离器7被分离并排出，剩下的纳米流体被送回所述纳米流体蓄热罐8中。

当太阳能稍微不足，而蓄热充足时，从提高效率的角度出发，优先保证足够的太阳能加热水蒸气，被加热的纳米流体全部进入所述气化反应器6中，不足的部分由所述纳米流体蓄热罐8中的纳米流体来补足。同时，反应产生的气体温度较高，可以在所述二级辅助加热器10中加热从所述太阳能集热器2出来的蒸汽，使蒸汽温度达到反应所需的温度。

当太阳能严重不足，而蓄热充足时，仍然优先保证足够的太阳能加热水蒸气，但此时可能太阳能强度不够，此时调用所述纳米流体蓄热罐8的纳米流体通过所述纳米流体加热的蒸汽发生器3来补充蒸汽，同时所述二级辅助加热器10也参与工作。此时所述气化反应器6所需的热量全部由所述纳米流体蓄热罐8内的纳米流体提供。

当太阳能严重不足，而蓄热也不充足时，此时生产蒸汽与所述气化反应器6所需热量均由所述纳米流体蓄热罐8内的纳米流体提供，并且罐内流体温度已经降到850℃以下，此时将降低所述气化反应器6功率，并调用生产出来的合成气进行燃烧，用燃烧产生的高温烟气在所述高温烟气加热器5中加热所述纳米流体蓄热罐8内的流体，烟气余热通过所述烟气加热的蒸汽发生器4补充产生蒸汽，以维持系统的稳定运行。

按照本发明的一个优选实例，若纳米流体中所选用的碳酸盐配比为5:3:2(Ka₂CO₃:Li₂CO₃:Na₂CO₃)，则所述纳米流体蓄热罐8内的纳米流体蓄热温度应在820-900℃之间；所述纳米流体蓄热罐8用于存储白天获得的太阳能，同时要提供反应所需热量，并且温度要能达到反应需要的温度，故其中的纳米流体温度不能过低；其次，所选碳酸盐配比在820℃时的比热仅为900℃时的一半，如此为了提供反应所需热量，其流量也要增大，致使纳米流体与其储存的热量消耗加快，不利于系统稳定运行，所以设置820℃为底限，低于这个温度则必须启用紧急工况d)，通过燃烧合成气来维持流体温度。另外，温度超过900℃时，纳米流体内的碳酸盐成分分解损耗将增大，为了减少维护以及纳米流体补充的成本，所述纳米流体蓄热罐8内流体温度上限不宜超过900℃。

在工艺流程具体实施过程中，从所述太阳能集热器2、所述纳米流体加热的蒸汽发生器3、所述烟气加热的蒸汽发生器4中出来的水蒸气出口温度，可以设置为600-800℃之间，作为换热系统的选型依据。此温度过低会降低系统效率，过高会增加换热器投资成本，由于所述二级辅助加热器10的存在，较低的出口温度是可以接受的。

综上，本发明通过聚焦太阳能驱动生物质在纳米流体中气化，将生物质转化为高品质的合成气，实现了含碳能源的清洁利用和太阳能的有效储存，最终的产物合成气含氢比例提高，杂质减少，免去了复杂的净化调变系统，更加适应现代能源化工的生产。同时与现有的方案相比，该方案通过将生物质、太阳能与纳米流体三者有机的耦合在一起，充分利用三者的优势互补，并在此基础上优化了运行工况，解决了传统生物质气化技术与传统聚光太阳能生物质气化技术的不足之处，提升了产品产量与品质的同时实现了生产过程的稳定与高效。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：

所述系统采用纳米流体作为传热及蓄热介质，其包括太阳能聚光系统(16)、太阳能直接式吸热罐、纳米流体蓄热罐(8)、供汽系统、气化反应系统及工况控制系统，所述太阳能直接式吸热罐分别连接于所述供汽系统及所述纳米流体蓄热罐(8)，所述气化反应系统分别连接于所述供汽系统、所述太阳能直接式吸热罐及所述纳米流体蓄热罐(8)；

所述太阳能聚光系统(16)用于将入射太阳能反射并聚焦于所述太阳能直接式吸热罐及所述供汽系统，以加热所述太阳能直接式吸热罐内的纳米流体及提供产生水蒸汽所需的热量；所述气化系统用于将生物质与水蒸汽混合后在被加热后的纳米流体的作用下进行气化反应以得到合成气；所述纳米流体蓄热罐(8)用于收容加热后的纳米流体进行蓄热及根据所述工况控制系统的指令补充纳米流体给所述气化反应系统；所述供汽系统的工作模式有利用太阳能产生蒸汽、利用纳米流体产生蒸汽及利用合成气燃烧产生的烟气热量来产生蒸汽；所述工况控制系统还用于根据所述系统的实际运行状态来控制所述供汽系统以及气化反应系统的工作模式；

所述太阳能聚焦系统(16)连接于所述工况控制系统，所述太阳能聚光系统(16)设置有反射镜，所述工况控制系统通过实时控制所述反射镜的高度角及方位角来改变改变反射光照射的目标，从而实现动态分配给所述太阳能直接式吸热罐及所述供汽系统的太阳能比例；其中，所述太阳能聚光系统(16)优先供能给所述供汽系统。

2.如权利要求1所述的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：所述太阳能直接式吸热罐包括石英罐体(1)，所述石英罐体(1)用于收容并加热纳米流体；所述系统还包括壳体，所述纳米流体蓄热罐(8)收容于所述壳体内，对应的壳体部分埋藏于地表以下；所述供汽系统包括太阳能集热器(2)、纳米流体加热的蒸汽发生器(3)、烟气加热的蒸汽发生器(4)及二级辅助加热器(10)；所述太阳能集热器(2)周向地设置在所述壳体外侧，并与所述的石英罐体(1)上下相邻；所述系统还包括高温烟气加热器(5)，所述高温烟气加热器(5)的出气口与所述烟气加热的蒸汽发生器(4)进气口相连通。

3.如权利要求2所述的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：所述太阳能集热器(2)、所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)及所述烟气加热的蒸汽发生器(4)在所述工况控制系统的调配下根据不同工况使用不同的热源以将输入所述供汽系统的水变为水蒸汽，并且选择启用的优先级为所述太阳能集热器(2)、所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)及所述烟气加热的蒸汽发生器(4)。

4.如权利要求3所述的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：所述烟气加热的蒸汽发生器(4)的一个入水口通过一个阀与第四管路连接于所述太阳能集热器(2)的一端，且所述第四管路通过一个阀与所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)的一个入水口相连通，所述第四管路位于所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)与所述太阳能集热器(2)之间的区段上设置有阀；所述二级辅助加热器(10)的入水口连接于所述太阳能集热器(2)的出水口，所述二级辅助加热器(10)的出水口分别连接于所述烟气加热的蒸汽发生器(4)的一个出水口及所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)的一个出水口。

5.如权利要求4所述的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：所述气化反应系统包括气化反应器(6)、碳渣分离器(7)及进料掺混器(11)；所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)的出水口及所述烟气加热的蒸汽发生器(4)的出水口通过所述进料掺混器(11)与所述二级辅助加热器(10)的出水口相连接；所述碳渣分离器(7)连接所述气化反应器(6)及所述纳米流体蓄热罐(8)；所述气化反应器(6)的出气口还连接于所述二级辅助加热器的(10)进气口。

6.如权利要求5所述的聚光太阳能驱动纳米流体气化生物质制备合成气的系统，其特征在于：所述纳米流体加热的蒸汽发生器(3)的纳米流体入口通过第三管路连接于所述气化反应器(6)的高温纳米流体入口，所述第三管路的两端分别设置有阀。

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