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太阳能驱动的生物质气化发电系统研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK6[动力工程及工程热物理—生物能]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]湖南大学土木工程学院,长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51276214,No.51236008)
中文摘要:

本文提出一种基于太阳能驱动生物质气化的新型发电系统,利用塔式定日镜场聚光产生1000~1500 K高温太阳热能驱动生物质进行气化反应,并集成先进燃气-蒸汽联合循环发电系统高效利用气化合成气。对该系统进行了热力学性能分析,结果表明:与常规生物质气化方式相比,通过驱动生物质发生气化反应,不仅将间歇性的太阳能转化为稳定的合成气化学能,并增加了气化合成气的化学能,同时合成气中的H_2和CO的摩尔含量之比在气化温度为1000~1500 K时达到1.65~2.44,有利于直接合成甲醇等清洁液体燃料。在设计工况下,系统的太阳能热功转化效率将达到23.68%,随着气化反应温度的升高,系统的太阳能份额和输出的电功率增大,系统的总热效率和总效率均下降。研究成果将为高效利用我国西部丰富的太阳能与生物质能提供一条有效途径。

英文摘要:

A novel power generation system with a biomass gasification was developed in this work.The biomass gasification reaction is driven by the concentrated solar thermal energy of 1000~1500K provided by the solar tower collectors,then an advanced combined cycle system is integrated for efficiently utilizing the syngas produced.The thermodynamic performance of the proposed system was evaluated.Results indicate that the solar energy can be converted into the high-quality chemical energy of syngas,and the quantity of the chemical energy of syngas produced was increased.Meanwhile the H_2/CO molar ratios of syngas reach in range of 1.65~2.44 at the gasification temperature of 1000~1500 K,which was suitable for synthesing the high-quality liquid fuels,such as methanol.Under the on-design condition,the net solar-to-electricity conversion efficiency of the system can be get to 23.68%.The solar share fraction and the quantity of the generated electricity increase with the increase of the solar gasification temperature,while the thermal efficiency and the exergy efficiency of the system were reduced.The promising results in the work will provide a new approach for efficiently utilizing abundant resources of solar energy and biomass in West China.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026