[发明专利]一种耦合生物质和太阳能的分布式能源系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别是一种耦合生物质和太阳能的分布式能源系统。

背景技术

近些年来，随着经济发展加快，全球能源需求不断增长，能源、环境和气候变化问题日益突出。大力开发利用可再生能源资源，降低化石能源消耗，维护生态稳定，共同推进人类社会可持续发展，已成为各国共识。开发资源储量大、清洁无污染的可再生能源对于可持续发展有着重要意义。其中太阳能和生物质因其独特的优势而被认为是化石燃料潜在的替代能源，其高效清洁利用技术受到广泛关注。

作为取之不尽，用之不竭的能源，以及其清洁性，太阳能利用是缓解能源短缺，降低环境污染的有效手段。通过太阳能光热技术将太阳辐射能转换成热能，以水作为直接传热工质，提供气化反应所需要的汽化潜热，转化为蒸汽内能，通过蒸汽内能的形式参与和生物质在较高温度下进行的气化反应，间接转化为合成气化学能，实现品位间接提升。

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，可转化为固态、液态和气态燃料及化工原料或产品。同时在利用生成过程中实现了二氧化碳的零排放。在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14％，在发展中国家则可达40％。与其它能源相比，分布广泛、环境影响较小，可持续利用。然而也存在资源分布分散、能量密度低等缺点，直接燃烧生物质量利用效率低，释放烟气粉尘造成环境污染。生物质气化技术将低能量密度的生物质转化为使用方便的合成气，使得燃料的化学能转移到合成气中，提高燃气利用效率。

分布式能源系统通过燃料燃烧的高品位热能用于发电，低品位热能用来供热、制冷或除湿，实现冷热电联产和能源的梯级利用。耦合生物质和太阳能的分布式能源系统考虑太阳能经济性集热温度与生物质气化反应温度的特点，以及功、冷、湿并供实现能源的综合梯级利用，提高系统的性能。分布式生物质气化供能系统就近收集固体生物燃料，避免低密度原料长距离输送的能源消耗和费用，发挥产品多样性的优点，满足终端用户对气、冷、热、电、除湿等多种能源的需求，同时利用中低温太阳能集热量提供气化反应所需要的气化潜热，间接转化为合成气化学能，实现能量的品位提升。

目前对现有设计理念和实施方案的生物质联产系统的研究存在的主要问题在：1)生物质联产系统以生物质作为主要的原料来源，生物质能源利用方式较为单一。2)生物质联产系统输出产品缺乏多样性，主要以热电产品为主，冷热电、甚至除湿应用较少，未能满足用户端对能量产品多元化的需求。3)通过生物质气化发电实现了对燃料化学能品位的提升，而如何高效利用生物质合成气和发电过程中的余热资源，实现能量的综合梯级利用也是需要解决的关键问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了最大限度的提高能源系统总能效率，实现可再生能源互补集成，满足用户多元化的产品需求，提高余热资源综合梯级利用，本发明提出了一种耦合生物质和太阳能的分布式能源系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种耦合生物质和太阳能的分布式能源系统，该系统包括生物质预热器、生物质粉碎机、循环流化床气化炉、旋风分离除尘器、空气分流器、第一换热器、第二换热器、冷凝器、水泵、槽式太阳能集热器、燃气内燃机发电机组、烟气蒸汽型吸收式机组、第三换热器和固体吸收式除湿机组。