【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及生物質能發電系統，更具體地涉及基于熱解的熱電聯產系統。本公開還涉及用于生物質能發電系統的原料干燥器和用于除去二氧化碳的煙道氣處理系統。
技術介紹
1、生物質能發電系統使用植物或動物材料，諸如木材，作為生產能源的原料。一種特定類型的生物質能發電系統是熱解能發電系統，通過熱解原料來產生能源。在生物質能發電系統中生成的能源可以用于提供熱量輸出、電力(即，電)輸出或聯合的熱和電力輸出。
2、現有的生物質能發電機產生大量的廢熱，其通常以熱煙道氣或熱空氣的形式從發電機組中釋放。這些廢熱降低了系統的整體效率，轉而增加了系統生產的每單位能源的二氧化碳排放量。
3、此外，雖然熱解工藝以固體形式留下一些原料碳，但大量的碳作為排出的煙道氣中的二氧化碳被釋放。用于除去二氧化碳的現有工藝需要大量的能量，潛在地抵消了除去二氧化碳的益處。
4、本專利技術尋求提高生物質能發電機的效率和從排出的煙道氣中除去二氧化碳的效率。
技術實現思路
1、本專利技術的各方面和各實施方式在所附權利要求書中闡述。本文還描述了本專利技術的這些和其他方面以及實施方式。
2、根據本文描述的至少一個方面，提供了一種用于基于熱解的生物質能發電系統的煙道氣處理系統，該煙道氣處理系統包括：溶劑循環，用于從所述煙道氣中吸收二氧化碳；熱交換器，位于沿著所述溶劑的流動路徑，用于加熱所述溶劑；和傳熱流體，其中，所述傳熱流體被布置成在所述熱交換器和所述生物質能發電系統之間循環，使得所述傳熱流體從所述
3、優選地，所述加熱流體(heated?fluid)是用于驅動所述生物質能發電系統的渦輪的熱空氣流，更優選地，其中，所述傳熱流體被布置成從所述渦輪下游的所述空氣流中吸收熱量。熱空氣可以在將熱量傳遞到傳熱流體之前從渦輪中排放(在驅動渦輪之后)。這種布置意味著直到熱空氣流驅動渦輪之后才從該熱空氣流中提取熱量，從而在提取熱量為煙道氣處理系統提供動力之前優先使用熱空氣發電。
4、優選地，生物質能發電系統的加熱流體是來自生物質能發電系統的生物質反應器的煙道氣流，更優選地，其中傳熱流體被布置成從煙道氣熱交換器下游的煙道氣流中吸收熱量，以提供熱量輸出。這種布置意味著，在熱量被提取以提供發電機的熱量輸出之前，不從熱煙道氣流中提取熱量，從而在提取熱量以為煙道氣處理系統提供動力之前優先使用熱煙道氣來提供熱量輸出。
5、優選地，所述傳熱流體被布置成經由位于沿著所述加熱流體的流動路徑的另外的熱交換器，從所述生物質能發電系統的所述加熱流體中吸收熱量，并且其中，所述傳熱流體被布置成在所述煙道氣處理系統的所述熱交換器和所述另外的熱交換器之間循環。熱交換器提供流體之間的有效熱傳遞。
6、優選地，位于沿著所述溶劑的流動路徑的所述熱交換器是用于加熱所述溶劑的再沸器。
7、優選地，所述傳熱流體是蒸汽，并且：所述再沸器被布置成從位于沿著所述生物質能發電系統的加熱流體的流動路徑上的所述另外的熱交換器中接收蒸汽，并且將熱量從所述蒸汽傳遞到所述溶劑，從而由所述蒸汽形成冷凝物；以及位于沿著所述生物質能發電系統的加熱流體的流動路徑的另外的熱交換器被布置成接收來自所述再沸器的所述冷凝物，并且將熱量從所述生物質能發電系統的加熱流體傳遞到所述冷凝物，從而形成所述蒸汽。由于水的高熱容量和飽和蒸汽在消耗汽化潛熱的傳熱期間保持恒定溫度的特性，在蒸汽發生器和再沸器之間的蒸汽—冷凝物循環提供了有效的傳熱。這樣的恒定溫度防止了對溶劑的損害。
8、優選地，溶劑是胺。然而，應當理解，可以使用其它溶劑。其他潛在溶劑的示例包括碳酸鹽(諸如碳酸鉀)和氨水。胺類溶劑在吸收二氧化碳方面是有效的并且容易獲得。
9、根據本文所述的另一方面，提供了一種用于生物質能發電系統的原料干燥器，所述原料干燥器包括：用于向生物質能發電系統的原料提供空氣流的裝置、位于沿著空氣流動路徑的至少一個熱交換器，和至少一種冷卻劑，所述至少一種冷卻劑被布置成在所述至少一個熱交換器與用于生物質能發電系統的氣體處理系統的至少一個部件之間流動，其中所述至少一種冷卻劑被布置成從所述至少一個部件吸收熱量，并且其中，所述至少一個熱交換器被布置成將熱量從所述冷卻劑傳遞到所述空氣流。因此，原料干燥器利用來自該發電系統的或煙道氣處理系統的否則可能會被浪費的熱量，從而提高所生成的能量的有效利用，并增加由發電系統輸出的每單位能量除去的二氧化碳的量。
10、優選地，氣體處理系統是如前所述的煙道氣處理系統。
11、優選地，所述至少一個部件包括煙道氣洗滌器，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述洗滌器中吸收熱量來冷卻所述洗滌器。
12、優選地，所述煙道氣洗滌器位于所述生物質能發電系統的電力和/或熱生成部件下游的煙道氣流動路徑上。
13、優選地，所述至少一個部件包括調溫冷卻器，所述調溫冷卻器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述調溫冷卻器中吸收熱量來冷卻所述調溫冷卻器。
14、優選地，所述至少一個部件包括回流冷凝器，所述回流冷凝器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述回流冷凝器中吸收熱量來冷卻所述回流冷凝器。
15、優選地，所述至少一個部件包括多個部件(諸如如上所述的煙道氣洗滌器、調溫冷卻器和回流冷凝器中的兩個或更多個)，并且：所述至少一個熱交換器包括用于每個所述部件的單獨的熱交換器，和/或所述至少一種冷卻劑包括用于每個所述部件的單獨的冷卻劑。優選地，熱交換器是按照它們的工作溫度或它們冷卻的部件的溫度排列的，優選地是沿著空氣流從最熱到最冷的。以這種方式，促進熱量向空氣流的有效傳遞。
16、優選地，用于向原料提供空氣流的裝置包括風扇。優選地，風扇是由發電機產生的電提供動力的；風扇的使用最小化了這種附加的功耗。
17、優選地，所述至少一種冷卻劑是水。水由于其高熱容量而提供有效的熱傳遞。
18、根據本文所述的另一方面，提供了一種生物質能發電系統包括：生物質反應器、渦輪熱交換器、以及煙道氣熱交換器，其中所述渦輪熱交換器被配置為將來自煙道氣的熱量傳遞到用于驅動渦輪的工作流體以發電；并且其中，所述煙道氣熱交換器位于沿著所述煙道氣的流動路徑，位于所述渦輪熱交換器的下游，并且被配置為將熱量從所述煙道氣傳遞到所述系統的熱量輸出端。因此，系統利用來自煙道氣的，否則可能會被浪費的熱量，通過提取該熱量并將其傳遞到系統的熱量輸出端，從而提高所生成能量的有效利用，并減少由發電系統輸出的每單位能量的二氧化碳排放量。
19、優選地，系統包括煙道氣回流管，用于將所述煙道氣再本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于熱解的生物質能發電系統的煙道氣處理系統，所述煙道氣處理系統包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述加熱流體是用于驅動所述生物質能發電系統的渦輪的熱空氣流，優選地，其中所述傳熱流體被布置成從所述渦輪下游的所述空氣流中吸收熱量。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述生物質能發電系統的加熱流體是來自所述生物質能發電系統的生物質反應器的煙道氣流。
4.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述傳熱流體被布置成經由位于沿著所述加熱流體的流動路徑的另外的熱交換器，從所述生物質能發電系統的所述加熱流體中吸收熱量，并且其中，所述傳熱流體被布置成在所述煙道氣處理系統的所述熱交換器和所述另外的熱交換器之間循環。
5.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，位于沿著所述溶劑的流動路徑的所述熱交換器是用于加熱所述溶劑的再沸器。
6.根據權利要求4和5所述的系統，其中，所述傳熱流體是蒸汽，并且其中：
7.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述溶劑是胺。
8.一種用于生物質能發電系統的原
9.根據權利要求8所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括煙道氣洗滌器，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述洗滌器吸收熱量來冷卻所述洗滌器。
10.根據權利要求9所述的原料干燥器，其中，所述煙道氣洗滌器位于所述生物質能發電系統的電力生成和/或熱生成部件下游的煙道氣流動路徑上。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括調溫冷卻器，所述調溫冷卻器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述調溫冷卻器吸收熱量來冷卻所述調溫冷卻器。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括回流冷凝器，所述回流冷凝器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述回流冷凝器吸收熱量來冷卻所述回流冷凝器。
13.根據權利要求8至12中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括多個部件，并且其中：
14.根據權利要求8至13中任一項所述的原料干燥器，其中，用于向所述原料提供空氣流的裝置包括風扇。
15.根據權利要求8至14中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一種冷卻劑是水。
16.一種生物質能發電系統，包括：
17.根據權利要求16所述的系統，包括煙道氣回流管，用于將所述煙道氣再循環回到所述生物質反應器中。
18.根據權利要求17所述的系統，其中，所述煙道氣回流管位于所述煙道氣熱交換器的下游。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的系統，包括用于驅動所述煙道氣流動的泵，優選地，其中，所述泵位于所述煙道氣熱交換器的下游的煙道氣流動路徑上。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的系統，包括位于沿工作流體的流動路徑的工作流體熱交換器，所述工作流體熱交換器被配置為將熱量從所述工作流體傳遞到所述系統的熱量輸出端。
21.根據權利要求20所述的系統，其中，所述工作流體熱交換器位于沿著所述渦輪的下游的所述工作流體的流動路徑。
22.根據權利要求16至21中任一項所述的系統，包括二氧化碳處理系統；其中，所述二氧化碳處理系統被布置成接收包括從所述煙道氣中除去的二氧化碳的氣流，并且包括用于使所述氣流脫水的裝置，優選地，其中，用于使所述氣流脫水的裝置包括至少一個脫水塔，用于從所述氣流中除去水蒸氣，優選地通過吸附從所述氣流中除去水蒸氣。
23.根據權利要求22所述的系統，其中，所述二氧化碳處理系統包括在用于脫水的裝置下游的壓縮機，所述壓縮機被配置為壓縮二氧化碳，以及任選地包括在所述壓縮機下游的制冷機，所述制冷機用于將所述二氧化碳冷卻至液態。
24.一種生物質能發電系統，包括：
25.根據權利要求8至24中任一項所述的原料干燥器或生物質能發電系統，其中，所述生物質能發電系統是基于熱解的發電系統。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種基于熱解的生物質能發電系統的煙道氣處理系統，所述煙道氣處理系統包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述加熱流體是用于驅動所述生物質能發電系統的渦輪的熱空氣流，優選地，其中所述傳熱流體被布置成從所述渦輪下游的所述空氣流中吸收熱量。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述生物質能發電系統的加熱流體是來自所述生物質能發電系統的生物質反應器的煙道氣流。
4.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述傳熱流體被布置成經由位于沿著所述加熱流體的流動路徑的另外的熱交換器，從所述生物質能發電系統的所述加熱流體中吸收熱量，并且其中，所述傳熱流體被布置成在所述煙道氣處理系統的所述熱交換器和所述另外的熱交換器之間循環。
5.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，位于沿著所述溶劑的流動路徑的所述熱交換器是用于加熱所述溶劑的再沸器。
6.根據權利要求4和5所述的系統，其中，所述傳熱流體是蒸汽，并且其中：
7.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述溶劑是胺。
8.一種用于生物質能發電系統的原料干燥器，所述原料干燥器包括：
9.根據權利要求8所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括煙道氣洗滌器，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述洗滌器吸收熱量來冷卻所述洗滌器。
10.根據權利要求9所述的原料干燥器，其中，所述煙道氣洗滌器位于所述生物質能發電系統的電力生成和/或熱生成部件下游的煙道氣流動路徑上。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括調溫冷卻器，所述調溫冷卻器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述調溫冷卻器吸收熱量來冷卻所述調溫冷卻器。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的原料干燥器，其中，所述至少一個部件包括回流冷凝器，所述回流冷凝器在用于處理來自所述生物質能發電系統的煙道氣的吸收循環中，并且其中，所述冷卻劑被布置成通過從所述回流冷凝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬納森·麥圭爾，弗拉維安·貝拉德，納賽爾·奧德，加雷斯·愛德華·米爾頓，
申請(專利權)人：里卡多英國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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