【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能热化学，具体是一种基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统。
技术介绍
1、我国太阳能资源丰富，分布广泛，与化石能源相比，太阳能具有体量巨大、绿色清洁和低碳无害等特点。选择集中太阳辐射作为煤气化所需要的能量来源，既可以提高碳转化率，降低二氧化碳气体的排放，同时提高了燃料的热值，满足了经济性需求。但是由于太阳能具有辐射强度波动性大、间歇性的缺点，无法为气化反应提供均匀稳定的温度场。
2、目前，太阳能光热电站所普遍使用的储热熔盐在高温条件下易分解，腐蚀金属管道，且熔盐熔点较高，容易凝结堵塞管道，需配备辅热设备，熔盐储罐安全可靠性要求高，设备成本高。太阳能煤气化反应条件温度要求高，通常在900℃以上，熔盐在这种高温条件下会分解，不适用与驱动煤气化反应器。
3、使用固体颗粒作为储热介质为气化炉供热，运行温度高，耐热性好、储热密度大，储热成本低、价格便宜，无毒无害，循环性好、操作压力在常压，安全稳定。但是将固体颗粒直接通入反应器中，则会与灰渣混合，难以分离再次利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，包括定日镜场、储热释热模块和气化净化模块。
2、所述储热释热模块包括幕帘式颗粒吸热器、高温颗粒储仓、固体颗粒移动床换热夹层、低温颗粒储仓和颗粒链斗输运机。
3、所述幕帘式颗粒吸热器、高温颗粒储仓、固体颗粒移动床换热夹层、低温颗粒储仓和颗粒链斗输运机依次连接形成串
4、所述幕帘式颗粒吸热器设有吸热腔。
5、所述吸热腔具有颗粒入口，颗粒出口和吸热口。
6、所述定日镜场指向吸热口。
7、所述颗粒链斗输运机与颗粒入口连接。
8、所述高温颗粒储仓与颗粒出口连接。
9、所述高温颗粒储仓和低温颗粒储仓内装有换热颗粒。
10、所述气化净化模块包括循环流化床气化反应器、余热锅炉、净化装置和储气罐。
11、所述循环流化床气化反应器、余热锅炉、净化装置和储气罐依次连接。
12、所述储热释热模块为循环流化床气化反应器供热。
13、在循环流化床气化反应器中，煤粉和气化剂i反应得到粗合成气，粗合成气经余热锅炉和净化装置加工，得到精合成气，并由储气罐储存。
14、进一步，所述高温颗粒储仓内装有被加热过的高温颗粒，所述高温颗粒的温度t1≥1100℃。
15、进一步，其特征在于：所述低温颗粒储仓内装有换热完成后的低温颗粒，所述低温颗粒的温度700≤t2≤900℃。
16、进一步，所述颗粒为陶粒砂。
17、进一步，换热颗粒从低温颗粒储仓通过颗粒链斗输运机送至幕帘式颗粒吸热器顶部，并在重力的作用，在幕帘式颗粒吸热器内形成颗粒幕帘，换热颗粒在下落过程中受到定日镜场聚集反射的太阳辐射的照射，吸热升温，接着将加热后的换热颗粒送至高温颗粒储仓。
18、加热后的换热颗粒从颗粒进料管进入并充满固体颗粒移动床换热夹层为循环流化床气化反应器供热，换热完成后，通过颗粒出料管返回低温颗粒料仓完成颗粒循环。
19、进一步，所述循环流化床气化反应器包括气化炉膛和旋风分离器。所述气化炉膛穿过固体颗粒移动床换热夹层内部。
20、所述气化炉膛与旋风分离器通过送料通道和返料器连接。
21、所述气化炉膛连接有自动给煤机和高温气化剂进口管道，所述煤粉和气化剂i分别通过自动给煤机和高温气化剂进口管道进入气化炉膛。
22、所述余热锅炉与气化炉膛通过高温气化剂进口管道连接。
23、进一步，所述气化炉膛壁面通过与固体颗粒移动床换热夹层中的颗粒换热升温，达到气化反应所需温度。
24、进一步，所述气化炉膛内部设置有初始床料颗粒作为储热以及强化煤粉与气化剂i换热的介质。
25、进一步，所述煤粉和气化剂i反应生成的产物通过送料通道输送到旋风分离器。
26、所述产物在旋风分离器作用下分离成粗合成气和床料灰渣。
27、所述粗合成气通过合成气入口通道进入余热锅炉。
28、所述床料灰渣通过返料器的返料风送回气化炉膛，充当储热换热床料或继续参与反应。
29、进一步，在余热锅炉中，所述粗合成气与气化剂ii进行换热降温。
30、降温后的粗合成气通过合成气出口管道输送至净化装置净化除杂得到精合成气；升温后的气化剂ii即为气化剂i，气化剂i通过高温气化剂进口管道输送至循环流化床气化反应器中。
31、所述余热锅炉连接有低温气化剂入口管道，所述气化剂ii通过低温气化剂入口管道进入余热锅炉。
32、所述余热锅炉与循环流化床气化反应器之间连接有高温气化剂进口管道。
33、本专利技术的技术效果是毋庸置疑的,本专利技术的有益效果如下：
34、本专利技术通过固体颗粒在吸热器、储料仓、绝热夹层中的循环流动实现热量的传递。相较于采用储热熔盐作为储热物质，固体颗粒较为稳定，在太阳能储热系统中可以达到更高的温度，具有更高的品质，且不存在冷冻、泄露的风险，使得流动稳定。
35、采用固体颗粒储热提高了系统的稳定性，提高了能量的品质，使其能够达到煤气化反应所需要的高温条件。
36、本专利技术解决了太阳能在白天全部利用而夜间无法进行煤气化的问题，很大程度上提高了煤气化的效率，使太阳能驱动煤气化在工业上使用成为可能。
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1.基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：包括定日镜场(1)、储热释热模块和气化净化模块；
2.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述高温颗粒储仓(3)内装有被加热过的高温颗粒，所述高温颗粒的温度t1≥1100℃。
3.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述低温颗粒储仓(6)内装有换热完成后的低温颗粒，所述低温颗粒的温度700≤t2≤900℃。
4.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述颗粒为陶粒砂。
5.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：换热颗粒从低温颗粒储仓(6)通过颗粒链斗输运机(7)送至幕帘式颗粒吸热器(2)顶部，并在重力的作用，在幕帘式颗粒吸热器(2)内形成颗粒幕帘，换热颗粒在下落过程中受到定日镜场(1)聚集反射的太阳辐射的照射，吸热升温，接着将加热后的换热颗粒送至高温颗粒储仓(3)；
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7.根据权利要求6所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述气化炉膛(502)壁面通过与夹热层(4)中的颗粒换热升温，达到气化反应所需温度。
8.根据权利要求6所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述气化炉膛(502)内部设置有初始床料颗粒作为储热以及强化煤粉与气化剂I换热的介质。
9.根据权利要求6所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述煤粉和气化剂I反应生成的产物通过送料通道(505)输送到旋风分离器(503)；
10.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：在余热锅炉(8)中，所述粗合成气与气化剂II进行换热降温；
...【技术特征摘要】
1.基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：包括定日镜场(1)、储热释热模块和气化净化模块；
2.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述高温颗粒储仓(3)内装有被加热过的高温颗粒，所述高温颗粒的温度t1≥1100℃。
3.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述低温颗粒储仓(6)内装有换热完成后的低温颗粒，所述低温颗粒的温度700≤t2≤900℃。
4.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：所述颗粒为陶粒砂。
5.根据权利要求1所述的基于固体颗粒储热的聚光太阳能驱动煤气化连续运行系统，其特征在于：换热颗粒从低温颗粒储仓(6)通过颗粒链斗输运机(7)送至幕帘式颗粒吸热器(2)顶部，并在重力的作用，在幕帘式颗粒吸热器(2)内形成颗粒幕帘，换热颗粒在下落过程中受到定日镜场(1)聚集反射的太阳辐射的照射，吸热升温，接着将...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗朝辉，李振中，邓苏香，林洪辉，张晓阳，王立森，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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