[发明专利]基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统和方法

权利要求书

1.一种基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于该系统包括太阳能供热系统、甲醇储罐、第一甲醇泵、第一换热器、第一反应器、第一分离器、第二甲醇泵、光伏装置、电解槽、第一水泵、水储罐、第二分离器、合成气储罐、第二换热器、吸收式制冷装置、氢气储罐、第三甲醇泵、第二水泵、第三分离器、流化床反应器、二氧化碳储罐、合成气内燃机、发电机、有机朗肯循环装置；

所述甲醇储罐通过第一甲醇泵与第一换热器的第一通道入口相连；所述第一换热器的第一通道出口与第一反应器入口相连，第一反应器出口与第一换热器的第二通道入口相连，第一换热器的第二通道出口与第一分离器的入口相连；所述第一分离器的液相出口通过第二甲醇泵与甲醇储罐入口相连，第一分离器的气相出口与合成气储罐入口相连；所述第一反应器内进行甲醇分解反应，太阳能供热系统为第一反应器输送所需反应热；

所述合成气储罐出口与合成气内燃机进气管相连；所述合成气内燃机曲轴与发电机相连，合成气内燃机排气管经第二换热器后与第二分离器入口相连；所述第二分离器的气相出口与二氧化碳储罐入口相连，液相出口与水储罐入口相连；

所述水储罐出口通过第一水泵与电解槽相连；所述电解槽阴极与氢气储罐入口相连；所述光伏装置与电解槽相连，在光伏装置有盈余电力时为电解槽供电；

所述氢气储罐出口、二氧化碳储罐出口均与流化床反应器入口相连；所述流化床反应器出口与第三分离器入口相连；第三分离器分离出二氧化碳、氢气、水和甲醇，所述第三分离器的氧化碳出口与二氧化碳储罐入口相连，氢气出口与氢气储罐相连，水出口通过第二水泵与水储罐相连，甲醇出口通过第三甲醇泵与甲醇储罐入口相连；

所述第二换热器向吸收式制冷装置供给余热进行制冷，吸收式制冷装置的余热供给有机朗肯循环装置进行发电。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于，所述的太阳能供热系统包括太阳能板、第一热罐和第一冷罐；太阳能板的热端出口通过循环介质管道与第一热罐的第一入口连接，其冷端入口通过循环介质管道与第一冷罐的第一出口连接；第一热罐的出口通过循环介质管道向第一反应器供热后与第一冷罐入口相连；第一冷罐的第二出口通过循环介质管道经第二换热器换热后与第一热罐的第二入口相连。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于，所述的吸收式制冷装置采用水和溴化锂作为工质对，其中溴化锂水溶液为吸收剂，水为制冷剂；

所述的吸收式制冷装置包括蒸发器、溶液泵、发生器、冷凝器、节流阀；蒸发器中的低压水蒸气通过管道进入吸收器并被其中的吸收剂溴化锂溶液所吸收，蒸发器内维持低压，同时吸收过程中放出大量溶解热，热量由管内的冷却介质带走，水和溴化锂的混合溶液通过溶液泵送入发生器，溶液在发生器中被第二换热器的余热流加热而升温，水蒸气重新蒸发出来以高压蒸汽进入冷凝器冷凝，冷凝液经过节流阀节流减压后进入蒸发器蒸发吸热，此时冷水降温实现了制冷，发生器中剩下的吸收剂回到吸收器中继续循环。

4.根据权利要求1所述的基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于，所述的有机朗肯循环装置的循环工质采用HFC-245fa；

所述有机朗肯循环装置包括蒸发器、透平、发电机、冷凝器、工质泵；工质HFC-245fa在蒸发器中吸收热量，生成的蒸汽进入透平膨胀做工，带动发电机发电，从透平排出的蒸汽在冷凝器中被冷却水冷却放热，凝结成液态，最后通过工质泵抽回到蒸发器中反复循环。

5.根据权利要求1所述的基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于，所述光伏装置的发电量取决于太阳能的强度；太阳能充足时，光伏优先向负载稳定供电，满足负载的功率需求，在光伏装置有盈余电力时，用盈余电力供应电解槽。

6.根据权利要求1所述的基于太阳能甲醇分解合成循环的零碳排放冷热电联供系统，其特征在于，所述的合成气内燃机配置有第三换热器，第三换热器用于交换合成气内燃机缸套循环水的热量；所述流化床反应器配置有第二热罐和第二冷罐，第二冷罐的出口通过循环介质管道经流化床反应器后与第二热罐的入口相连，第二热罐直接向负载供热。