[发明专利]利用生物质和太阳能来制取甲醇及发电的多联产系统

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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，所述平板式太阳能干燥器(1)直接利用空气作为介质干燥生物质(S1)，将生物质(S1)所含的水成分全部脱除。

3.根据权利要求1所述的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，所述槽式太阳能集热器(2)以导热油作为吸热工质，并通过蒸汽发生器(3)利用太阳辐射能对水(S2)进行加热，使其转化为饱和蒸汽。

4.根据权利要求1所述的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，所述塔式高温气化反应器(5)借助布置在其周围的塔式反射镜场(4)来聚焦太阳能，以提供高温气化反应热源。

5.根据权利要求1所述的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，所述气体减温器(6)和所述甲醇合成塔(9)都将释放出大量的热量，该热量进一步通过加热给水的形式引入发电子系统中。

6.根据权利要求1所述的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，所述甲醇合成塔(9)出口物流利用换热器(10)将显热传递至入口物流以提高甲醇合成率，并继续送至气液减温器(11)以利于后续的气液分离，同时利用释放的显热为精馏塔(15)提供中低温再沸热源。

7.根据权利要求1所述的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，所述闪蒸罐(12)用于分离甲醇合成塔(9)中未合成的气体，所述分离器(13)将这些气体分离成两股气体子物流，分别送至压缩机组(8)和发电子系统。

8.根据权利要求1所述的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，该多联产系统通过调整分离器(13)的未反应气体循环比来实现甲醇和电能的输出产能调整和分配。