清洁微电网系统、其水处理及循环利用系统以及耦合系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种清洁微电网系统、其水处理及循环利用系统以及耦合系统，属于水热碳化处理技术领域。该述清洁微电网系统包括微电网系统，其以组合分布式再生能源为备份，集成包括燃气

【技术实现步骤摘要】
清洁微电网系统、其水处理及循环利用系统以及耦合系统
[0001]本技术要求享有2021年6月11日向中国国家知识产权局提交的申请号为 202121317450.5，名称为“水热碳化系统”的中国技术专利在先申请、2021年3月31日向中国国家知识产权局提交的申请号为202110345364.3，名称为“绿色数据中心绿氨备份电源清洁微电网”的中国专利技术专利在先申请，以及2020年8月17日向中国国家知识产权局提交的申请号为202010827432.5，名称为“一种生物质全量资源化处理与再生利用系统及方法”的中国专利技术专利在先申请的优先权权益。上述在先申请的全文以引用的方式并入本文。
[0002]本申请是申请日为2021年8月17日，申请号为202121927577.9，专利技术名称为“水热碳化系统及其与能源装置的耦合系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本技术涉及一种清洁微电网系统、其水处理及循环利用系统以及耦合系统，属于水热碳化处理


技术介绍

[0004]生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物，以及植物、微生物和动物代谢和/或生产产生的废弃物。其中的湿生物质包括非食用农产品，如食品加工废物、工业有机废物或城市固体废物的所有有机部分。
[0005]一方面，由于湿生物质中含有大量的水，传统意义上对湿生物质进行处理时必须先蒸发除去其中的水分。例如通过三种常规的热化学反应过程(烘焙、热解或气化)，在大气压力以及必须在水沸点以上(>100℃)的环境中运行，使得在生物质能被加热到所需的反应温度之前，先蒸发除去其中的水分。典型例子是水处理厂的污泥残渣，在采用常规方法处理之前，首要对其进行干燥；另外，其他的一些湿生物质原料，如可以用作动物饲料的植物残渣，也必须依靠干燥来进行保存。然而水蒸发干燥的前置处理工序不但给工业带来了巨大的碳排放负荷，也浪费了大量的水资源；另一方面，对于大部分农产品或城市垃圾的残余水分高达75％、 80％或更高的湿生物质原料，蒸发干燥的前置过程还损失了生物质本身所含的能量。
[0006]与此同时，对生物质的常规热化学处理方式更适于低水分含量的生物质原料，例如木材类的纯生物质，且常规热化学处理方式也容易导致碳的流失，无法得到碳含量高的固碳产品。因而，对于高水分含量的生物质原料，从能耗角度应优选采用水热碳化(水热碳化)或发酵等非常规热化学处理方式。因为经过了发酵或水热碳化工艺处理后，碳产品更容易和更经济地与水分离，即可以使用较少的能量和/或加上较为经济的额外深度脱水的蒸发逸出水分。在发酵过程中，高的含水量和养分有利于细菌的生长，微生物的代谢会导致温室气体的耦合排放，其所产生的温室气体，如甲烷，对大气的危害甚至比二氧化碳排放更大。对于水热碳化工艺则存在水热碳化过程中会伴随水的产生，现有的水热碳化工艺过程所产生多余的介质水，需要经过处理才能外排，即损失了介质水所含有的热能和浪费了介质水中富含的营养物质，使得现有装置未能利用水热碳化处理工艺的特点，未能实现对生
物质的全资源化处理和利用。
[0007]另一方面，作为新数字经济发展的基础设施，数据中心行业对气候行动的影响重大。随着5G场景的形成和时间的推移数据中心的算力需求将持续呈指数形式增长。在过去的2020 年，全球每小时已有超过百万台新设备上线。随着科技的发展，越来越多的计算将发生在云中。娱乐、家居、旅游、通信、交通等社会系统运行将依赖于大量的高速数据传输建立新的数字秩序。数字秩序建立的基础可靠性在很大程度上取决于可靠的连续电力的保障，因为数据中心的算力必须在任何情况下都不间断地提供。如果数据中心行业本身忽略了在新能源技术方面的创新，大规模的低效率数据中心则可能因为化石能源的过度使用而同样导致数字经济变为不可持续。目前按人均排放量衡量，就目前化石能源消耗对气候变化影响而言，化石能源碳排放伴随数字经济的同步增长的节奏仍将带来灾害性的气候影响。
[0008]而数据中心行业仅依赖于公用电网设施系统的冗余的储备和现场笨重的备份系统(如柴油发电机+柴油储备)，包括不间断电源系统(UPS))等已无法保证系统和服务的可靠性。如何实现数据中心备份系统的微型化、清洁化、可持续化、高可靠性、以及实现数据中心算力下沉成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]为改善上述技术问题，本技术提供一种水热碳化系统，其特征在于，所述系统包括解聚装置和设置于所述解聚装置的下游的碳化装置。
[0010]根据本技术的实施方案，将所述碳化装置设置于所述解聚装置的下游，以使物料在经过解聚装置处理后，再经过碳化装置处理。
[0011]本领域技术人员应当理解，本文所述的将所述碳化装置设置于所述解聚装置下游，不仅可以包括将所述解聚装置产出的物料直接经过所述碳化装置处理的方式，也可以包括所述解聚装置产出的物料先经过其他装置处理，然后再经过所述碳化装置处理的方式。上述不同的方式均应被理解为“所述碳化装置设置于所述解聚装置下游”所涵盖的可选方式。因此，根据本技术的实施方案，所述解聚装置与所述碳化装置可以直接连接或不直接连接。
[0012]根据本技术的实施方案，所述解聚装置与其下游的碳化装置之间可以设置有缓冲分离装置和/或其他装置。例如，当所述解聚装置与所述碳化装置不直接连接时，所述解聚装置产出的物料可以先经过缓冲分离装置或其他装置处理，再经过碳化装置处理。
[0013]根据本技术的实施方案，所述缓冲分离装置可以为气液缓冲分离器，例如本领域技术人员已知的气液缓冲分离器。
[0014]根据本技术的实施方案，所述水热碳化系统还可以包括进料装置，从而为所述解聚装置提供反应底物。例如，所述进料装置为固液混合物料的进料装置。
[0015]根据本技术的实施方案，所述固液混合物料包含有机碳。例如，所述固液混合物选自生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理污泥、水体底泥、垃圾渗透液、木质废渣、农作物秸秆等包含有机碳的物料中的一种或两种以上的混合物。
[0016]根据本技术的实施方案，所述解聚装置可以设置至少一个进料口，从而使进料装置提供的物料进入解聚装置。
[0017]根据本技术的实施方案，所述进料装置中的物料可以直接进入解聚装置。或者作为另一种选择，在所述进料装置与解聚装置之间设置有原料混合器、预热混合器和/或混合储液罐，以使所述进料装置中的物料经过原料混合器、预热混合器和/或混合储液罐后，再进入解聚装置。
[0018]根据本技术的实施方案，所述水热碳化系统还可以包括蒸汽发生装置，从而为所述解聚装置提供解聚反应所需的蒸汽。
[0019]根据本技术的实施方案，所述蒸汽发生装置还可以为碳化装置提供碳化反应所需的蒸汽。
[0020]根据本技术的实施方案，所述解聚装置可以设置至少一个进气口，从而使蒸汽发生装置中的蒸汽进入解聚装置。
[0021]根据本技术的实施方案，所述解聚装置还可以设置至少一个添加剂进料口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁微电网系统，其特征在于，所述清洁微电网系统包括微电网系统，所述微电网系统以组合分布式再生能源为备份，集成包括燃气
‑
蒸汽联合循环热电机组模块(CHP模块)、CSP微型光热发电系统、以及任选的下述模块中的一种、两种或多种：水热碳化模块、制冷蓄能模块和供暖模块；所述制冷蓄能模块、供暖模块和/或水热碳化模块由所述分布式再生能源产生的电力驱动或供给热能；所述清洁微电网系统还包括主电网，所述主电网为市政供电系统；所述主电网和微电网系统通过离网与并网组合的方式为数据中心供电。2.根据权利要求1所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述微电网系统作为数据中心的备份独立电源，还能够驱动数据中心的制冷和/或供热。3.如权利要求1或2所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述清洁微电网系统还包括监控系统，所述监控系统包括下述至少一种模块：市电调节模块、数据收集模块、控制模块和/或数据分析模块、网络通信模块、显示模块、监控终端模块。4.如权利要求1或2所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述清洁微电网系统还包括层级供热系统，其特征在于，所述层级供热系统包括余热回收装置和控制器；所述余热回收装置与所述的CHP模块连接，用于收集CHP模块产生的热量；所述控制器与余热回收装置连接，能够计算、分配CHP模块产生的热量。5.根据权利要求4所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述层级供热系统还包括热量输送装置。6.根据权利要求1所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述微电网系统还包括燃料电池模块，所述燃料电池模块作为微电网系统的绿色应急和备份电源。7.根据权利要求1所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述水热碳化模块为将废弃生物质转换为碳基材料的水热碳化模块，至少含有水热碳化反应装置和碳基材料收集单元。8.根据权利要求7所述的清洁微电网系统，其特征在于，所述碳基材料收集单元的物料入口与所述水热碳化反应装置的固相出口连接，所述碳基材...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑列列，王浩，马库斯，
申请(专利权)人：深圳清研紫光检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：