CN220432726U - 一种负碳排放的生物质全组分利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种负碳排放的生物质全组分利用系统，本实用新型公开的一种负碳排放的生物质全组分利用系统，将生物质发电过程产生的CO2就地转化为产品，不仅提高了物质利用率，生成的产品有较高的经济价值，而且实现了CO2负排放。电解制氢过程产生的纯氧则用于生物质发电单元，减少系统空分单元的负荷，降低生产运行成本，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于煤化工技术领域，尤其涉及一种负碳排放的生物质全组分利用系统。
背景技术
近年来，随着化石能源的日益枯竭以及环境污染的日益加剧，生物质逐渐成为具有前景的可再生能源之一。生物质能源和石油替代产品的研究、开发和应用，是保障能源供应、减少对化石能源的依赖、解决未来能源问题的有效途径。综述了目前国内外生物质能的转化利用技术，主要包括直接燃烧技术、生化转化技术(发酵和厌氧性消化)、热化学转化技术(气化、热解)、液化技术、致密成型技术、超临界流体转化技术等；介绍了生物质转化技术的应用，包括生物质气化发电、气化制氢、热裂解制氢、发酵法生产燃料乙醇、热裂解制生物油、固化成型制固态燃料、堆肥发酵制肥料、厌氧性消化生产沼气、催化裂解生产生物燃料等。对未来的生物质能利用技术的发展进行了展望。其中，直燃发电是利用生物质能源常见的一种方式，但由于生物质直燃过程中产生的烟气含有大量的污染性颗粒，制约了直燃发电技术的大规模应用，因此，开发经济有效的烟气净化技术可极大的促进生物质直燃利用的发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种负碳排放的生物质全组分利用系统，过程中的能源有效利用，节约了能源，实现了二氧化碳的负排放。
本实用新型提供一种负碳排放的生物质全组分利用系统，包括生物质发电单元(1)、烟气预处理单元(2)、二氧化碳捕集单元(3)、精制单元(4)、水处理单元(5)、电解制氢单元(10)、氢气收集单元(7)、二氧化碳转化单元(6)、配电单元(8)、氧气收集单元(9)；
生物质发电单元(1)的烟气出口与烟气预处理单元(2)的入口连接，烟气预处理单元(2)出口与二氧化碳捕集单元(3)的烟气入口连接，二氧化碳捕集单元(3)的二氧化碳出口与二氧化碳转化单元(6)的入口连接，二氧化碳转化单元(6)的产物出口与精制单元(4)的入口连接；
生物质发电单元(1)的废水出口与水处理单元(5)的入口连接，水处理单元(5)的出口与电解制氢单元(10)的水入口连接，电解制氢单元(10)的O2出口与氧气收集单元(9)的入口连接，氧气收集单元(9)的出口与生物质发电单元(1)的O2入口连接，电解制氢单元(10)的H2出口与氢气收集单元(7)的入口连接，氢气收集单元(7)的出口与二氧化碳转化单元(6)的H2入口连接。
优选的，所述水处理单元(5)的循环水出口与生物质发电单元(1)的循环水入口相连通。
优选的，所述生物质发电单元(1)通过电力传输设备与所述配电单元(8)连通，用于将生物质发电单元(1)所产生的电力传输至配电单元(8)。
优选的，所述配电单元(8)通过电力传输设备分别与二氧化碳捕集单元(3)、电解制氢单元(10)和用户连通，用于传输电力。
优选的，所述氢气收集单元(7)与二氧化碳转化单元(6)的连接管路上设置有控制阀，用于控制二氧化碳转化单元的反应速度。
优选的，水处理单元(5)与电解制氢单元(10)的连接管路，以及水处理单元(5)与生物质发电单元(1)之间的循环水连接管路上均设置有控制阀，用于协调两条管路的水量。
优选的，所述生物质发电单元(1)与氧气收集单元(9)之间的连接管路上设置有控制阀，用于控制进入生物质发电单元(1)中的氧气量。
本实用新型提供了一种负碳排放的生物质全组分利用系统，包括生物质发电单元(1)、烟气预处理单元(2)、二氧化碳捕集单元(3)、精制单元(4)、水处理单元(5)、电解制氢单元(10)、氢气收集单元(7)、二氧化碳转化单元(6)、配电单元(8)、氧气收集单元(9)；生物质发电单元(1)的烟气出口与烟气预处理单元(2)的入口连接，烟气预处理单元(2)出口与二氧化碳捕集单元(3)的烟气入口连接，二氧化碳捕集单元(3)的二氧化碳出口与二氧化碳转化单元(6)的入口连接，二氧化碳转化单元(6)的产物出口与精制单元(4)的入口连接；生物质发电单元(1)的废水出口与水处理单元(5)的入口连接，水处理单元(5)的出口与电解制氢单元(10)的水入口连接，电解制氢单元(10)的O2出口与氧气收集单元(9)的入口连接，氧气收集单元(9)的出口与生物质发电单元(1)的O2入口连接，电解制氢单元(10)的H2出口与氢气收集单元(7)的入口连接，氢气收集单元(7)的出口与二氧化碳转化单元(6)的H2入口连接。本实用新型公开的一种负碳排放的生物质全组分利用系统，将生物质发电过程产生的CO2就地转化为产品，不仅提高了物质利用率，生成的产品有较高的经济价值，而且实现了CO2负排放。电解制氢过程产生的纯氧则用于生物质发电单元，减少系统空分单元的负荷，降低生产运行成本，具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中负碳排放的生物质全组分利用系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
生物质发电单元根据气化工艺对原料煤进行破碎，研磨或其他处理，发电量约为。电解制氢单元产生的O2进入氧气收集单元进行收集，而后与空气分离单元产生的氧气一起进入生物质发电单元进行生物质发电，调节生物质发电单元氧煤比(O/C)＝1.01～1.05。生物质中的碳被部分氧化生成H2、CO、CO2和H2O，生物质发电单元产生的废水送入水处理单元，水处理单元采用絮凝反应沉淀工艺除去原水中的悬浮物、胶体等杂质，使其符合水电解制氢的技术要求，处理后的循环水大部分回到生物质发电单元进行循环利用，少部分水送入电解制氢单元进行电解制氢，水处理单元处理后的送入电解制氢单元进行电解制氢的循环水应符合水电解制氢系统技术要求(GB/T 19774-2005)的要求。电解制氢单元产生的H2进入氢气收集单元进行收集，而后与二氧化碳捕集单元捕集的CO2一起通入CO2转化单元通过催化反应得到甲醇或其他产品，调节氢气收集单元12的H2流量使得CO2制甲醇单原料气摩尔比H2：CO2＝3.01～4.10。未反应的CO2由CO2转化单元循环反应。
经检测，整个生物质发电系统的实现了负碳排放，每小时甲醇产量为73.1t。
Claims (7)
1.一种负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，包括生物质发电单元(1)、烟气预处理单元(2)、二氧化碳捕集单元(3)、精制单元(4)、水处理单元(5)、电解制氢单元(10)、氢气收集单元(7)、二氧化碳转化单元(6)、配电单元(8)、氧气收集单元(9)；
生物质发电单元(1)的烟气出口与烟气预处理单元(2)的入口连接，烟气预处理单元(2)出口与二氧化碳捕集单元(3)的烟气入口连接，二氧化碳捕集单元(3)的二氧化碳出口与二氧化碳转化单元(6)的入口连接，二氧化碳转化单元(6)的产物出口与精制单元(4)的入口连接；
生物质发电单元(1)的废水出口与水处理单元(5)的入口连接，水处理单元(5)的出口与电解制氢单元(10)的水入口连接，电解制氢单元(10)的O2出口与氧气收集单元(9)的入口连接，氧气收集单元(9)的出口与生物质发电单元(1)的O2入口连接，电解制氢单元(10)的H2出口与氢气收集单元(7)的入口连接，氢气收集单元(7)的出口与二氧化碳转化单元(6)的H2入口连接。
2.根据权利要求1所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，所述水处理单元(5)的循环水出口与生物质发电单元(1)的循环水入口相连通。
3.根据权利要求1所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，所述生物质发电单元(1)通过电力传输设备与所述配电单元(8)连通，用于将生物质发电单元(1)所产生的电力传输至配电单元(8)。
4.根据权利要求3所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，所述配电单元(8)通过电力传输设备分别与二氧化碳捕集单元(3)、电解制氢单元(10)和用户连通，用于传输电力。
5.根据权利要求1所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，所述氢气收集单元(7)与二氧化碳转化单元(6)的连接管路上设置有控制阀，用于控制二氧化碳转化单元的反应速度。
6.根据权利要求1所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，水处理单元(5)与电解制氢单元(10)的连接管路，以及水处理单元(5)与生物质发电单元(1)之间的循环水连接管路上均设置有控制阀，用于协调两条管路的水量。
7.根据权利要求1所述的负碳排放的生物质全组分利用系统，其特征在于，所述生物质发电单元(1)与氧气收集单元(9)之间的连接管路上设置有控制阀，用于控制进入生物质发电单元(1)中的氧气量。
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