【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于清洁生产，尤其涉及一种基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统及方法。
技术介绍
1、随着全球能源与环境问题的日益突出，清洁、高效的可再生能源利用技术受到广泛关注。太阳能和生物质能作为两种重要的可再生能源，具有资源丰富、分布广泛和碳中性的特点。然而，太阳能的间歇性和生物质能利用效率的限制，制约了其在实际能源系统中的广泛应用。化学链燃烧技术以其高效、清洁的特点，为生物质能的高效利用提供了新路径。通过载氧体分离空气与燃料，化学链燃烧可以实现无氮氧化物排放和二氧化碳高效捕集，为实现可再生能源的协同利用与能源系统的绿色化发展奠定了技术基础。因此，需要一种能够在实现稳定制氨与制醇的同时，实现离网条件下的稳定运行，提高能源利用效率，实现低碳排放的新方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统及方法，通过将光热发电、生物质化学链燃烧、光伏发电与储能技术深度耦合，实现了离网条件下的稳定运行。该系统利用多能源协同效应，显著提高了能源利用效率，并通过碳中性技术实现低碳排放，为绿色能源开发提供了新方案。此外，系统实现了稳定制氨与制醇的能力，有效应对了传统化石能源依赖的环境问题，符合化工行业绿色转型和碳中和目标的技术需求，特别适用于偏远区域和电网覆盖困难地区。
2、本专利技术提供了一种基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，包括光伏系统、储能系统、化学链燃烧系统、光热发电系统、电解制氢系统、气体压缩储存系统、甲醇合成系统、氨
3、所述光伏系统、光热发电系统与所述储能系统及电解制氢系统连接，用于为所述储能系统及电解制氢系统提供电能；
4、所述化学链燃烧系统通过所述光热发电系统与所述气体压缩储存系统连接，用于将燃烧产生的高温混合气送入所述光热发电系统，并将净化后的氮气及二氧化碳送入所述气体压缩储存系统；
5、所述气体压缩储存系统与所述甲醇合成系统及氨合成系统连接，用于为所述甲醇合成系统提供氢气及二氧化碳，为所述氨合成系统提供氢气及氮气；
6、所述储能系统与所述电解制氢系统连接，用于为所述电解制氢系统提供电能；
7、所述电解制氢系统与所述气体压缩储存系统连接，用于为所述气体压缩储存系统提供氧气及氢气。
8、进一步地，所述化学链燃烧系统包括加热装置、空气反应器、燃料反应器、n2净化装置、co2净化装置。
9、进一步地，所述光热发电系统包括光能集热系统、高温储罐、低温储罐、蒸汽发生装置、冷凝器、冷却塔、发电机、蒸汽轮机。
10、进一步地，所述电解制氢系统包括碱性电解槽。
11、进一步地，所述气体压缩存储系统包括o2压缩机、h2压缩机、n2压缩机、co2压缩机、氧气冷却器、氮气冷却器、氢气冷却器、二氧化碳冷却器，o2储罐、h2储罐、n2储罐、co2储罐。
12、进一步地，所述蒸汽轮机通过所述发电机与所述储能系统及碱性电解槽连接，蒸汽轮机通过所述冷凝器的疏水管路与所述蒸汽发生装置连接，所述蒸汽发生装置通过高温蒸汽管路与所述蒸汽轮机连接；
13、所述空气反应器及燃料反应器通过混合气管路与所述蒸汽发生装置连接，所述n2净化装置及co2净化装置的一端与所述蒸汽发生装置连接，另一端分别连接n2压缩机及co2压缩机，所述n2压缩机及co2压缩机分别通过氮气冷却器、及二氧化碳冷却器分别与n2储罐及co2储罐连接，所述n2储罐与所述氨合成系统连接，所述co2储罐与所述甲醇合成系统连接；
14、所述碱性电解槽通过o2压缩机及h2压缩机分别与氧气冷却器及氢气冷却器连接，所述氧气冷却器及氢气冷却器分别与所述o2储罐及h2储罐连接，所述o2储罐与所述空气反应器连接，所述h2储罐与所述甲醇合成系统及氨合成系统连接。
15、本专利技术还提供了一种所述基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统的运行方法，包括：
16、采用完全离网的方式运行，光伏系统、光热发电系统的发电量完全用于支撑整体一体化系统的用电需求，不对电网进行售电，也不从电网取电。
17、进一步地，将化学链燃烧系统作为光热发电系统的稳定热源，用于支撑系统发电稳定性。
18、进一步地，通过储能系统平抑系统中光伏系统、光热发电系统发电产生的波动。
19、进一步地，空气经过加热装置加热升温至350℃后进入空气反应器，在空气反应器内空气与低价态载氧体发生氧化还原反应，载氧体由低价态升高至高价态，并且释放大量热量，升高价态的载氧体进入燃料反应器，反应后的空气与载氧体粉尘混合物进入n2净化冷却系统，经n2净化冷却系统后将混合物中载氧体捕集后返回至空气反应器继续参与反应，同时对反应后的空气进行提纯，将气体中少量杂质气体剔除并排放，进而获得高浓度n2；将从n2净化冷却系统中捕集的高品质热量输送至光热发电系统的蒸汽发生装置用于产生高品质蒸汽；获得的高浓度n2进入n2压缩机及氮气冷却器，进行压缩冷却，压缩过程中低品质热量用于制氢过程中除盐水的低温加热过程，压缩后的n2进入n2储罐进行储存；通过在加热后的空气中补充o2控制n2产量采用制氢产生的氧气作为补充来源；
20、水通过并联方式回收氧气冷却器、氮气冷却器、氢气冷却器、二氧化碳冷却器的低品质热量后，温度升高至60℃，随后经加热装置加热升温后至350℃后获得高温蒸汽，高温蒸汽与生物质一并进入燃料反应器，在燃料反应器内与高价态载氧体发生氧化还原反应，载氧体由高价态降低至低价态，并且释放热量，降低价态的载氧体进入空气反应器，水蒸气与燃煤反应后获得高湿度混合气进入co2净化冷却系统，经co2净化冷却系统后将混合气中固体杂质、水分及少量杂气体捕集并处理，获得高浓度co2；将从co2净化冷却系统中捕集的高品质热量输送至光热发电系统中的蒸汽发生装置产生高品质蒸汽；获得的高浓度co2进入co2压缩机及二氧化碳冷却器，进行压缩冷却，压缩过程中低品质热量用于制氢过程中除盐水的低温加热过程，压缩后的n2进入n2储罐进行储存；n2储罐、h2储罐直接与氨合成系统相联接，用于氨的合成；co2储罐、h2储罐直接与甲醇合成系统相联接，用于甲醇的合成。
21、借由上述方案，通过基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统及方法，具有如下技术效果：
22、1、通过光热发电系统热电特性与基于生物质的化学链燃烧技术进行热力深度耦合，利用化学链燃烧技术为光热发电系统提供稳定的热源，一定程度上平抑光热发电系统波动性，促进可再生能源的高效利用。
23、2、通过生物质及光伏光热系统的耦合构建了纯绿色氨醇制备一体化系统，完全摆脱了对化石燃料的依赖。
24、3、通过多能源耦合与储能优化配置，有效降低能源波动性对生产工艺的影响，提高能源利用效率，从而实现了经济性与灵活性的平衡。
25、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，包括光伏系统、储能系统、化学链燃烧系统、光热发电系统、电解制氢系统、气体压缩储存系统、甲醇合成系统、氨合成系统；
2.根据权利要求1所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述化学链燃烧系统包括加热装置、空气反应器、燃料反应器、N2净化装置、CO2净化装置。
3.根据权利要求2所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述光热发电系统包括光能集热系统、高温储罐、低温储罐、蒸汽发生装置、冷凝器、冷却塔、发电机、蒸汽轮机。
4.根据权利要求3所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述电解制氢系统包括碱性电解槽。
5.根据权利要求4所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述气体压缩存储系统包括O2压缩机、H2压缩机、N2压缩机、CO2压缩机、氧气冷却器、氮气冷却器、氢气冷却器、二氧化碳冷却器，O2储罐、H2储罐、N2储罐、CO2储罐。
6.根据权利要求5所述的基于生物质化学链
7.一种权利要求1-6任一项所述基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统的运行方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将化学链燃烧系统作为光热发电系统的稳定热源，用于支撑系统发电稳定性。
9.根权利要求8所述的方法，其特征在于，通过储能系统平抑系统中光伏系统、光热发电系统发电产生的波动。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，空气经过加热装置加热升温至350℃后进入空气反应器，在空气反应器内空气与低价态载氧体发生氧化还原反应，载氧体由低价态升高至高价态，并且释放大量热量，升高价态的载氧体进入燃料反应器，反应后的空气与载氧体粉尘混合物进入N2净化冷却系统，经N2净化冷却系统后将混合物中载氧体捕集后返回至空气反应器继续参与反应，同时对反应后的空气进行提纯，将气体中少量杂质气体剔除并排放，进而获得高浓度N2；将从N2净化冷却系统中捕集的高品质热量输送至光热发电系统的蒸汽发生装置用于产生高品质蒸汽；获得的高浓度N2进入N2压缩机及氮气冷却器，进行压缩冷却，压缩过程中低品质热量用于制氢过程中除盐水的低温加热过程，压缩后的N2进入N2储罐进行储存；通过在加热后的空气中补充O2控制N2产量采用制氢产生的氧气作为补充来源；
...【技术特征摘要】
1.一种基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，包括光伏系统、储能系统、化学链燃烧系统、光热发电系统、电解制氢系统、气体压缩储存系统、甲醇合成系统、氨合成系统；
2.根据权利要求1所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述化学链燃烧系统包括加热装置、空气反应器、燃料反应器、n2净化装置、co2净化装置。
3.根据权利要求2所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述光热发电系统包括光能集热系统、高温储罐、低温储罐、蒸汽发生装置、冷凝器、冷却塔、发电机、蒸汽轮机。
4.根据权利要求3所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述电解制氢系统包括碱性电解槽。
5.根据权利要求4所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述气体压缩存储系统包括o2压缩机、h2压缩机、n2压缩机、co2压缩机、氧气冷却器、氮气冷却器、氢气冷却器、二氧化碳冷却器，o2储罐、h2储罐、n2储罐、co2储罐。
6.根据权利要求5所述的基于生物质化学链燃烧的光热电氨醇一体化系统，其特征在于，所述蒸汽轮机通过所述发电机与所述储能系统及碱性电解槽连接，蒸汽轮机通过所述冷凝器的疏水管路与所述蒸汽发生装置连接，所述蒸...
【专利技术属性】
技术研发人员：南雄，张猛，程学文，曹蕃，王伟，齐春凯，成艳亭，郭瑛，宋寅，燕宇虹，胡宇非，
申请(专利权)人：中国大唐集团科技创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
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