[实用新型]利用内燃机尾气集成热化学过程的互补型分布式能源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，尤其涉及利用内燃机尾气集成热 化学过程的互补型分布式能源系统。

背景技术

我国的社会经济持续快速发展，能源需求量也随之逐年增大，在煤炭、 石油和天然气等化石燃料被大量消耗，同时也造成了严重的环境污染，这 将阻碍未来经济社会的可持续发展。另外由于我国人口众多，人均资源相 对匮乏，能源、资源及环境问题尤为突出。

中国的一次能源生产总量从2000年的13.5亿吨标准煤增长至2013 年的34亿吨标准煤，年一次能源消耗量也由2000年的14.6亿吨标准煤增 长至2013年的37.5亿吨标准煤。其中水电、核电和风电等清洁能源的生 产量和消耗量为3.71亿吨标准煤和3.68亿吨标准煤，仅占总量的10.91％ 和9.81％。中国经济自进入新一轮快速增长周期以来，煤、电、油等能源 出现短缺，经济社会发展受到能源瓶颈的严重制约，未来中国石油对海外 资源过度依赖和国际能源市场不可预测性所产生的能源安全问题，也给中 国经济社会的可持续发展敲响了警钟。

为应对未来高速增长的能源需求量和亟待解决的环境污染问题，需采 用先进和完善的能源应用理论对现有的能源利用技术加以改进，以提高能 源利用效率并实现能源的清洁利用。相对化石能源而言，生物质和太阳能 等可再生能源虽然资源量巨大，且利用过程清洁环保无CO₂等污染物排放， 但存在资源密度较低、随机性较强等特性，这对于可再生能源的高效利用 提出了更高挑战。对于此类问题，与化石能源的互补利用方式将作为重要 的技术手段，利用化石能源利用过程的稳定性来提高可再生能源的利用性 能，同时利用可再生能源替代部分化石能源，也达到了节能减排的目的。 通过逐步提升可再生能源所占的份额，最终达到对化石能源的完全替代， 这种技术路线在当前具有较高的可操作性，也得到了各界的认可。

在日常生活和工业生产中，所需要的能量利用形式通常不只局限于电 力，还包括不同温度的热能和冷能，如各种工业用蒸汽、供暖用热、生活 热水和空调用冷等。传统能源系统一般采取集中分产的生产方式，对于发 电系统而言，通常直接利用化石燃料燃烧后所释放的热量来生产高温工质， 用以驱动动力循环做功，但其中很大一部分热量直接传递给低温热源并未 得到高效合理利用。对于传统供热系统而言，虽然锅炉将大部分化石燃料 的化学能转化为有用的热能，并提供给热用户，但燃烧产生的高温烟气直 接用来加热较低温度的蒸汽或热水，做功能力损失很大。而在制冷方面， 电厂为满足夏季电驱动空调的正常运转，需加大电力生产量，由此也造成 了极大的热能损失。

依据能的梯级利用原理，按照逐级地转化能量和尽量缩小两级之间的差异 等思路，以内燃机发电机组做功过程和核心，构建了利用高温烟气驱动余 热驱动吸收式制冷过程的分布式供能系统，改变了传统集中式单产的能源 生产方式，能源的利用效率也得到了大幅提升。另一方面，高温烟气余热 虽然被制冷循环加以回收，也基本实现了能量品位的对口利用，但如何进 一步提高烟气余热的利用效率和拓展烟气余热的应用领域，也将成为能源 应用领域的重要研究课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供利用内燃机尾气集成热化 学过程的互补型分布式能源系统，在实现热电冷多产品输出的同时，通过 热化学反应等手段实现烟气余热的高效回收利用。

(二)技术方案

根据本实用新型的一个方面，提供了利用内燃机尾气集成热化学过程 的互补型分布式能源系统，该系统包括：内燃机发电子系统、热化学余热 利用子系统、吸收式制冷子系统和低温烟气余热利用子系统，其中，内燃 机发电子系统；所述热化学余热利用子系统，其连接至所述内燃机发电子 系统，所述热化学余热利用子系统接收所述内燃机发电子系统产生的高温 烟气，利用所述高温烟气的余热，通过吸热型热化学反应生成气体燃料； 所述吸收式制冷子系统，其连接至所述热化学余热利用子系统，该吸收式 制冷子系统接收所述热化学余热利用子系统产生的中温烟气，利用所述中 温烟气的余热产生低温冷能；所述低温烟气余热利用子系统，其连接至所 述吸收式制冷子系统，该低温烟气余热利用子系统接收所述吸收式制冷子 系统产生的低温烟气，利用所述低温烟气的余热生产采暖热水、生活热水 和工业用蒸汽，最后将低温废气排空。