【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，尤其涉及一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、绿色甲醇是绿氢重要的下游应用之一，当前氢储运成本居高不下，利用甲醇作为绿氢的载体，其体积能量密度比气氢、液氢更高，而且甲醇储、运、用技术成熟，能复用传统油气供应链和零售终端基础设施，可以缓解氢气储运的安全、成本等难题。相较于氢气，甲醇常温常压下即为液态，安全等级和汽油相近，可以通过罐车、管道高效率的输送，所以也可作为一种理想的储氢载体。
3、专利技术人发现，目前的电解水制氢及生物质合成甲醇耦合一体化系统普遍存在以下技术难点：未考虑耦合一体化系统中各个环节对于温度的需求，从而无法使得各个环节的化学反应过程保持最佳温度条件，无法保障电解水制氢及生物质合成甲醇耦合一体化系统的稳定进行。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统及方法，其能够使得各个环节的化学反应过程保持最佳温度条件，保障电解水制氢及生物质合成甲醇耦合一体化系统的稳定进行。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统。
4、一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，包括：
5、光伏电解水制氢系统和生物
6、所述光伏电解水制氢系统利用光伏所产生的电能来电解水制取氢气；
7、其中一部分氢气用于生物质合成甲醇工艺时进行配氢；
8、另一部分氢气经过氢气纯化装置后产生纯化氢气，分成两个支路；
9、其中，第一支路的纯化氢气储存在储氢系统中；第二支路的纯化氢气直接用于固体氧化物燃料电池(sofc)进行发电，以实现系统内部的热电联产。
10、作为一种实施方式，所述光伏电解水制氢系统由光伏电解水制氢装置和储氢/用氢系统构成，光伏电解水制氢装置将制备的氢气传送至储氢/用氢系统。
11、作为一种实施方式，所述生物质合成甲醇系统原料为玉米秸秆。
12、作为一种实施方式，所述生物质合成甲醇系统由气化炉和原料气储存装置构成，原料气储存装置用于存储原料并传输至气化炉中进行合成甲醇反应。
13、作为一种实施方式，所述光伏电解水制氢系统的制氢过程和生物质合成甲醇系统中的化学反应均采用固体氧化物燃料电池(sofc)所产生的热源提供热量。
14、作为一种实施方式，在发电过程中所述固体氧化物燃料电池(sofc)放出的热量储存在蓄热单元中。
15、作为一种实施方式，所述蓄热单元还与热量控制系统相连，所述热量控制系统用于根据光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统各工艺所需温度来实时供给至各个工艺中。
16、作为一种实施方式，所述热量控制系统包括温度传感装置、热能检测模块和信息处理模块；所述温度传感装置用于检测各工艺的实时温度需求并反馈至信息处理模块；所述热能检测模块用于检测蓄热单元内存储中储存的热量，并反馈至信息处理模块；所述信息处理模块用于判断蓄热单元内存储中储存的热量是否满足供给各工艺的温度总需求；以及根据各工艺的实时温度需求来分配蓄热单元内的热量。
17、作为一种实施方式，当各工艺在反应进行过程中时，若蓄热单元内存储中储存的热量未达到供给各工艺的温度总需求，则信息处理模块向热量储存单元发出指令，热量储存单元通过热交换单元向各工艺提供所需热量；
18、当蓄热单元内存储中储存的热量达到各工艺的温度总需求时，根据温度传感装置所反馈的信号来控制热量储存单元向各工艺的热传递，使各项反应过程保持在最佳温度条件下。
19、本专利技术的第二个方面提供一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统的控制方法。
20、一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统的控制方法，包括：
21、检测各工艺的实时温度需求及在发电过程中固体氧化物燃料电池(sofc)放出的热量；
22、判断固体氧化物燃料电池(sofc)放出的热量是否满足供给各工艺的温度总需求；
23、若是，则根据各工艺的实时温度需求来分配蓄热单元内的热量；
24、若否，则通过热交换单元向各工艺提供所需热量；
25、当固体氧化物燃料电池(sofc)放出的热量达到各工艺的温度总需求时，继续根据各工艺的实时温度需求来各工艺进行热传递，使各项反应过程保持在最佳温度条件下。
26、本专利技术的有益效果是：
27、(1)本专利技术将固体氧化物燃料电池(sofc)工作时产生的热能实现有效的回收利用，通过热量控制装置能够实时向soec电解水制氢系统、秸秆气化、合成甲醇工艺以及甲醇重整制氢反应等提供所需热量；本专利技术将soec电解水制氢技术与生物质合成甲醇工艺进行耦合，在一个系统中实现了滩涂光伏发电、电解水制氢、生物质合成甲醇、氢气存储、燃料电池热电联产等一体化布局。
28、(2)本专利技术采用soec(固体氧化物电解池)制氢，与常温电解水制氢技术相比，在高温状态下电解过程中的电能消耗降低20～30％，电解效率可以达到90～100％；本专利技术的制氢系统中配置固体氧化物燃料电池，一方面可作为辅助电源向设备及应急电源供电，另外sofc工作时产生的热能回收到蓄热装置中，而且能够根据各工艺的实时温度需求来分配蓄热单元内的热量，使各项反应过程保持在最佳温度条件下，实现了整个系统的热电联产的稳定运行。
29、(3)本专利技术soec电解水制得的氢气一部分进行储存，经纯化后供给燃料电池或用于其他领域，另一部分可提供给生物质合成甲醇工艺，保证合成甲醇时氢气的实时供应，从而实现了在同一系统中绿色甲醇和氢气的同时制备与存储。
30、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，包括：光伏电解水制氢系统和生物质合成甲醇系统，两者耦合于一体；
2.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述光伏电解水制氢系统由光伏电解水制氢装置和储氢/用氢系统构成，光伏电解水制氢装置将制备的氢气传送至储氢/用氢系统。
3.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述生物质合成甲醇系统原料为玉米秸秆。
4.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述生物质合成甲醇系统由气化炉和原料气储存装置构成，原料气储存装置用于存储原料并传输至气化炉中进行合成甲醇反应。
5.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述光伏电解水制氢系统的制氢过程和生物质合成甲醇系统中的化学反应均采用固体氧化物燃料电池(SOFC)所产生的热源提供热量。
6.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，在发电过
7.如权利要求6所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述蓄热单元还与热量控制系统相连，所述热量控制系统用于根据光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统各工艺所需温度来实时供给至各个工艺中。
8.如权利要求7所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述热量控制系统包括温度传感装置、热能检测模块和信息处理模块；所述温度传感装置用于检测各工艺的实时温度需求并反馈至信息处理模块；所述热能检测模块用于检测蓄热单元内存储中储存的热量，并反馈至信息处理模块；所述信息处理模块用于判断蓄热单元内存储中储存的热量是否满足供给各工艺的温度总需求；以及根据各工艺的实时温度需求来分配蓄热单元内的热量。
9.如权利要求8所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，当各工艺在反应进行过程中时，若蓄热单元内存储中储存的热量未达到供给各工艺的温度总需求，则信息处理模块向热量储存单元发出指令，热量储存单元通过热交换单元向各工艺提供所需热量；
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统的控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，包括：光伏电解水制氢系统和生物质合成甲醇系统，两者耦合于一体；
2.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述光伏电解水制氢系统由光伏电解水制氢装置和储氢/用氢系统构成，光伏电解水制氢装置将制备的氢气传送至储氢/用氢系统。
3.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述生物质合成甲醇系统原料为玉米秸秆。
4.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述生物质合成甲醇系统由气化炉和原料气储存装置构成，原料气储存装置用于存储原料并传输至气化炉中进行合成甲醇反应。
5.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，所述光伏电解水制氢系统的制氢过程和生物质合成甲醇系统中的化学反应均采用固体氧化物燃料电池(sofc)所产生的热源提供热量。
6.如权利要求1所述的光伏电解水制氢与生物质合成甲醇耦合一体化系统，其特征在于，在发电过程中所述固体氧化物燃料电池(sofc)放出的热量储存在蓄热单元中。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涵，安杰，王勇，剧鹏鹏，许立，张积乐，董建业，孟庆飞，陈建，张洪达，王昊，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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