一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供的一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法，包括：生物质发电单元；所述生物质发电单元的烟气出口与烟气预处理单元的入口连接，所述烟气预处理单元的出口与二氧化碳制碳纳米管单元的CO2入口连接；所述生物质发电单元的废水出口与水预处理单元的入口连接，所述水预处理单元的出口与电解制氢单元的水入口连接；所述电解制氢单元的氢气出口与氢气收集单元的入口连接，所述氢气收集单元的出口与所述二氧化碳制碳纳米管单元的氢气入口连接；上述系统中可有效地减少二氧化碳的排放，不仅提高了生物质利用率，生成的产品有较高的经济价值，而且实现了CO2负排放。负排放。负排放。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体涉及一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着化石能源的日益枯竭以及环境污染的日益加剧，生物质逐渐成为具有前景的可再生能源之一。生物质能源和石油替代产品的研究、开发和应用，是保障能源供应、减少对化石能源的依赖、解决未来能源问题的有效途径。综述了目前国内外生物质能的转化利用技术，主要包括直接燃烧技术、生化转化技术(发酵和厌氧性消化)、热化学转化技术(气化、热解)、液化技术、致密成型技术、超临界流体转化技术等；介绍了生物质转化技术的应用，包括生物质气化发电、气化制氢、热裂解制氢、发酵法生产燃料乙醇、热裂解制生物油、固化成型制固态燃料、堆肥发酵制肥料、厌氧性消化生产沼气、催化裂解生产生物燃料等。对未来的生物质能利用技术的发展进行了展望。其中，直燃发电是利用生物质能源常见的一种方式，但由于生物质直燃过程中产生的烟气含有大量的污染性颗粒，制约了直燃发电技术的大规模应用，因此，开发经济有效的烟气净化技术可极大的促进生物质直燃利用的发展。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法，过程中的能源有效利用，节约了能源，实现了二氧化碳的负排放。
[0004]为此，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0005]一种生物质负碳排放发电系统，包括：
[0006]生物质发电单元；
[0007]所述生物质发电单元的烟气出口与烟气预处理单元的入口连接，所述烟气预处理单元的出口与二氧化碳制碳纳米管单元的CO2入口连接；
[0008]所述生物质发电单元的废水出口与水预处理单元的入口连接，所述水预处理单元的出口与电解制氢单元的水入口连接；所述电解制氢单元的氢气出口与氢气收集单元的入口连接，所述氢气收集单元的出口与所述二氧化碳制碳纳米管单元的氢气入口连接。
[0009]可选的，所述二氧化碳制碳纳米管单元的产物出口与碳纳米管精制单元连接。
[0010]可选的，所述电解制氢单元的氧气出口与氧气收集单元的入口连接，所述氧气收集单元的出口与所述生物质单元的氧气入口连接。
[0011]可选的，所述生物质发电单元通过输电线路与二氧化碳制碳纳米管单元连接。
[0012]可选的，二氧化碳制碳纳米管单元与烟气预处理单元和氢气收集单元的连接管路上均设有控制阀。
[0013]可选的，水预处理单元与电解制氢单元和生物质发电单元之间的连接管路上设有
控制阀。
[0014]可选的，碳纳米管精制单元与二氧化碳制碳纳米管单元的连接管路上设有控制阀。
[0015]可选的，还包括空气分离单元，所述空气分离单元与所述生物质发电单元的氧气入口连接。
[0016]可选的，水预处理单元的出口与生物质发电单元中的水入口连接。
[0017]一种所述的生物质负碳排放发电系统的工作方法，包括：生物质发电单元进行生物质发电产生电能；
[0018]生物质发电单元产生的烟气进入烟气预处理单元处理后进入二氧化碳制碳纳米管单元中，采用电化学方法制备碳纳米管；
[0019]生物质发电单元产生的废水经过水预处理单元处理后进入电解制氢单元，电解制氢单元产生的氢气经过氢气收集单元收集后进入二氧化碳制碳纳米管单元中，采用电化学方法制备碳纳米管。
[0020]可选的，所述二氧化碳制碳纳米管单元得到的产物进入碳纳米管精制单元进行精制。
[0021]可选的，所述电解制氢单元产生的氧气经过氧气收集单元收集后进入所述生物质单元。
[0022]可选的，所述生物质发电单元产生的电能通过输电线路向二氧化碳制碳纳米管单元提供电能。
[0023]可选的，空气分离单元分离得到的氧气进入所述生物质发电单元中进行生物质发电。
[0024]可选的，水预处理单元产生的循环水进入生物质发电单元中，实现了废水的循环利用。
[0025]可选的，所述生物质发电单元中反应气氛中的含氧量为0.5v/v％
‑
5v/v％。
[0026]可选的，所述二氧化碳制碳纳米管单元中原料气H2：CO2摩尔比为2.15～5.27。
[0027]本专利技术中生物质广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
[0028]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0029]1.本专利技术提供的一种生物质负碳排放发电系统，包括：生物质发电单元；所述生物质发电单元的烟气出口与烟气预处理单元的入口连接，所述烟气预处理单元的出口与二氧化碳制碳纳米管单元的CO2入口连接；所述生物质发电单元的废水出口与水预处理单元的入口连接，所述水预处理单元的出口与电解制氢单元的水入口连接；所述电解制氢单元的氢气出口与氢气收集单元的入口连接，所述氢气收集单元的出口与所述二氧化碳制碳纳米管单元的氢气入口连接；本专利技术发现生物质中的硫、氮等非金属含量低，燃烧产生的含硫化合物、氮氧化物较少，生物质发电产生的烟气经预处理后可以直接用于电化学法制备碳纳米管，无需二氧化碳捕集，从而提出了本专利技术的生物质负碳排放发电系统，在系统中，生物
质发电单元产生的烟气进入烟气预处理单元处理后进入二氧化碳制碳纳米管单元中，采用电化学方法制备碳纳米管，生物质发电单元的废水经预处理后进行电解制氢得到的氢气送入二氧化碳制碳纳米管单元中采用电化学方法制备碳纳米管，上述系统中可有效地减少二氧化碳的排放，不仅提高了生物质利用率，生成的产品有较高的经济价值，而且实现了CO2负排放。
[0030]2.本专利技术提供的一种生物质负碳排放发电系统，所述电解制氢单元的氧气出口与氧气收集单元的入口连接，所述氧气收集单元的出口与所述生物质单元的氧气入口连接，实现生物质的全组分利用。
[0031]3.本专利技术提供的一种生物质负碳排放发电系统，二氧化碳制碳纳米管单元与烟气预处理单元和氢气收集单元的连接管路上均设有控制阀，能够协同控制进入二氧化碳制碳纳米管单元的氢气和预处理的烟气的量，进而控制碳纳米管的制备。
[0032]4.本专利技术提供的一种所述的生物质负碳排放发电系统的工作方法，包括：生物质发电单元进行生物质发电产生电能；生物质发电单元产生的烟气进入烟气预处理单元处理后进入二氧化碳制碳纳米管单元中，采用电化学方法制备碳纳米管；生物质发电单元产生的废水经过水预处理单元处理后进入电解制氢单元，电解制氢单元产生的氢气经过氢气收集单元收集后进入二氧化碳制碳纳米管单元中，采用电化学方法制备碳纳米管；上述利用生物质负碳排放发电系统的工作方法，不仅提高了生物质利用率，生成的产品有较高的经济价值，而且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质负碳排放发电系统，其特征在于，包括：生物质发电单元；所述生物质发电单元的烟气出口与烟气预处理单元的入口连接，所述烟气预处理单元的出口与二氧化碳制碳纳米管单元的CO2入口连接；所述生物质发电单元的废水出口与水预处理单元的入口连接，所述水预处理单元的出口与电解制氢单元的水入口连接；所述电解制氢单元的氢气出口与氢气收集单元的入口连接，所述氢气收集单元的出口与所述二氧化碳制碳纳米管单元的氢气入口连接。2.根据权利要求1所述的生物质负碳排放发电系统，其特征在于，所述二氧化碳制碳纳米管单元的产物出口与碳纳米管精制单元连接。3.根据权利要求1或2所述的生物质负碳排放发电系统，其特征在于，所述电解制氢单元的氧气出口与氧气收集单元的入口连接，所述氧气收集单元的出口与所述生物质单元的氧气入口连接。4.根据权利要求1或2所述的生物质负碳排放发电系统，其特征在于，所述生物质发电单元通过输电线路与二氧化碳制碳纳米管单元连接。5.根据权利要求1或2所述的生物质负碳排放发电系统，其特征在于，二氧化碳制碳纳米管单元与烟气预处理单元和氢气收集单元的连接管路上均设有控制阀。6.根据权利要求1或2所述的生物质负碳排放发电系统，其特征在于，水预处理单元与电解制氢单元和生物质发电单元之间的连接管路上设有控制阀。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蓉，王焕君，郭东方，刘练波，郜时旺，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：