[发明专利]光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统及其工艺方法

权利要求书

1.一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，包括氨基热化学热泵系统、线性菲涅尔集热系统(1)、光伏发电系统(2)、SOEC电解系统、垃圾发电模块(3)、PSA制氮系统(4)、氨合成模块(5)、甲醇合成模块(6)，所述SOEC电解系统包括第一SOEC电解系统(7)和第二SOEC电解系统(8)；所述线性菲涅尔集热系统(1)与氨基热化学热泵系统连接，提供氨分解热源；氨基热化学热泵系统和光伏发电系统(2)均与SOEC电解系统相连，提供电解所需的热量和电量；第一SOEC电解系统(7)设置有氧气流道和氢气流道，氧气流道与垃圾发电模块(3)连接，氢气流道与PSA制氮系统(4)的氮气流道均与氨合成模块(5)连接；垃圾发电模块(3)的二氧化碳流道与第二SOEC电解系统(8)连通，第二SOEC电解系统(8)设置有氧气流道和混合气流道，氧气流道与垃圾发电模块(3)连通，混合气流道与甲醇合成模块(6)连通。

2.根据权利要求1所述的一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，所述垃圾发电模块(3)还分别与第一SOEC电解系统(7)和第二SOEC电解系统(8)连通，提供垃圾发电处理产生的热量和电量，进一步为电解提供能量，同时垃圾发电模块(3)还与PSA制氮系统(4)连通，提供PSA制氮系统(4)所需的电量。

3.根据权利要求1所述的一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，所述氨基热化学热泵系统包括氨分解反应器(9)、透平压缩机(10)、储气罐(11)、氨合成反应器(12)；储气罐(11)用于存储氨分解反应器(9)产生的混合气和氨合成反应器(12)产生的液氨，并通过透平压缩机(10)将液氨和混合气分别输送至氨分解反应器(9)和和氨合成反应器(12)进行氨分解和氨合成；氨合成反应器(12)与第一SOEC电解系统(7)相连，提供氨合成放热；线性菲涅尔集热系统(1)与氨分解反应器(9)连通，提供氨分解所需热能。

4.根据权利要求1所述的一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，所述第一SOEC电解系统(7)和第二SOEC电解系统(8)分别由阴极层、电解质层、阳极层、气体流道组成，所述阴极层材料为镍-氧化铈基金属陶瓷材料、镍-氧化锆金属陶瓷；阳极层材料为掺杂的钴酸镧、铁酸锶镧、钡钴铁铌氧化物、钡锶钴铁氧化物；电解质层为掺杂的镓酸镧、氧化钪稳定的氧化锆。

5.根据权利要求4所述的一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，所述第一SOEC电解系统(7)发生单电解反应，总的电池反应式为：2H₂O→2H₂+O₂；所述第二SOEC电解系统(8)发生双电解反应，总的电池反应式为：H₂O+CO₂→H₂+CO+O₂。

6.根据权利要求3所述的一种光伏光热耦合共电解结合垃圾发电的综合能源系统，其特征在于，所述线性菲涅尔集热系统(1)的反射镜，能够跟随太阳自动调整一定的角度，通过对太阳光的反射对氨基热化学热泵系统的氨分解反应器(9)提供氨分解所需能量；

所述透平压缩机(10)由透平机和增压机构成，在增压机内依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力提高气体压力，在透平机中，由于气体的降压流动带动透平机内的叶轮旋转，通过轴使透平机和增压机连接，将增压机的轴功提供给增压机，减少增压的能耗。