本技术提出了一种利用绿色电力驱动的生物质气化系统,旨在高效生产合成气。该系统由多个单元组成:可再生能源发电单元、储能电池单元、功率控制单元、水和生物质供应单元、生物质超临界H2O-CO2共气化反应单元、产物分离单元以及CO2循环单元。发储电单元由可再生能源发电单元和储能电池单元构成,确保系统电力供应稳定。水和生物质供应单元与共气化反应单元相连接,产物分离单元与CO2循环单元相连,实现CO2的循环利用。相较于传统技术,本发明不仅促进了绿色电力的消纳,还实现了生物质资源的高效利用,将氢源和碳源生产设备整合,开辟了合成绿色燃料的新途径,具有广阔的应用前景。
背景技术
传统上,合成燃料的生产依赖于煤炭和天然气等不可再生资源,这一过程不仅消耗了大量的化石能源,还产生了大量二氧化碳排放,加剧了全球气候变化问题。面对这一挑战,我国丰富的风能和太阳能资源为可再生能源的开发提供了巨大潜力。然而,由于风能和太阳能的间歇性和不稳定性,使得这些能源的并网发电对电网稳定性构成了挑战,导致了大量的弃风和弃光现象。
为了有效利用这些可再生能源并减少对化石能源的依赖,开发新型的能源转换技术变得尤为重要。目前,利用绿色电力(绿电)通过电解水制氢,并结合生物质气化或碳捕集技术来生产合成气的方法已经得到了广泛研究。这种方法可以将绿电转化为化学能,进而用于合成燃料的生产。然而,现有的技术路线往往涉及复杂的工艺流程,包括电解水制氢、生物质气化、CO2
捕集和逆水煤气反应等多个步骤,这不仅增加了系统的复杂性和成本,也限制了其大规模应用。
超临界水气化技术是一种新兴的生物质转化技术,它利用水在超临界状态下的特殊物理化学性质,将生物质高效转化为氢气和CO2
。这一过程不仅可以实现CO2
的原位利用,还可以通过CO2
的循环来调节合成气中H2
和CO的比例,从而为合成燃料的生产提供理想的原料气。尽管超临界水气化技术在生物质转化效率和产品气质量方面具有显著优势,但其在实际应用中仍面临能耗高和热能供应不稳定的挑战,亟需开发新型的供热方案来满足其对热能的密集需求。
实现思路