一種風光熱耦合熱解反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風能和太陽能通過電熱轉換后，與太陽輻射熱能耦合作用的生物質熱解反應裝置，用于新農村社區能源供應和現代生態農業領域。
【背景技術】
[0002]隨著工農業生產和人民生活現代化的發展，能源的消耗量急劇增加。常規化石能源儲量有限且不可再生，而且化石能源的使用除了引起局部地區的煙塵、灰霾、酸雨、等環境污染外，還因二氧化碳的大量排放，導致“溫室效應”和全球氣候增暖。未來我國社會經濟發展面臨著包括能源短缺、能源安全、環境保護等一系列問題。解決這些問題是一項十分復雜和需要付出巨大社會成本的工程。其中，開發利用我國豐富的可再生能源資源，是保障能源供應、確保能源安全的重要措施，也是解決化石能源造成嚴重環境污染的根本途徑。
[0003]在眾多可再生能源中，具有廣泛使用價值的是太陽能、風能和生物質能。每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。根據太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。另外，開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一。風能是地球表面大量空氣流動所產生的動能。全球的風能約為1300億千瓦，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍，且風能分布廣泛、利用方便。生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，取之不盡、用之不竭，是唯一的一種可再生碳源。生物質能源一直是人類賴以生存的重要能源，在整個能源系統中占有重要地位。
[0004]太陽能利用的主要方式可分為光熱利用和光電利用。光熱利用是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。光電利用主要有兩種:①光一熱一電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電，一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。②光一電轉換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池板。風能發電是將風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電能，風能發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染。但是，太陽能和風能有一個重大的缺點:傳統的能源可以根據需要調節供應，而太陽能和風能是間歇性的而且不能隨需要來控制，太陽能只有白天和晴天才有，風力的大小則經常發生無法控制的劇烈變化。而且太陽能發電和風能發電存在發電間歇性、不可預測性等特點，使得并網存在很大困難。因此，太陽能和風能無法有效規模儲存，不能根據需求調節能源的供應。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術中存在的問題與缺陷，本發明的目的在于提供一種風光熱耦合熱解反應裝置，該裝置通過風能和太陽能發電后，利用電加熱絲轉換為熱能，同時，通過槽式拋物面反射鏡聚焦太陽輻射熱能，再將上述熱能用于生物質熱解，從而生成生物燃氣、生物炭、木醋液和木焦油，將三種可再生能源統一以生物燃氣和生物炭的形式儲存下來，實現能源的規模儲存和高效利用。
[0006]實現上述實用新型目的的技術方案是一種風光熱耦合熱解反應裝置，由主熱解系統、熱量補給系統、動力系統、傳送系統、監控系統和輔助系統組成，所述的主熱解系統由槽式太陽能反光鏡、真空集熱器玻璃外管、熱解反應裝置金屬內管和金屬內管的外壁吸熱涂層組成，所述的熱解反應裝置金屬內管為從封頭到軸承間的整體不銹鋼鋼管，在有真空集熱器玻璃外管的部分覆上吸熱涂層，真空集熱器玻璃外管和熱解反應裝置金屬內管間呈真空狀態。
[0007]所述的熱量補給系統由風力發電系統、太陽能發電系統、蓄電池組、逆變器和電加熱絲組成，所述的蓄電池組的電力輸出由控制系統調節，電加熱絲纏繞在熱解反應裝置金屬內管上。
[0008]所述的動力系統由變頻電機、減速器和萬向節組成，所述的變頻電機根據控制系統輸送的信號來調整轉速，所述的變頻電機通過減速器與萬向節相連接，萬向節另一端與送料主軸相連接。
[0009]所述的傳送系統由封頭、送料主軸、螺旋送料裝置和軸承組成，所述的送料主軸另一端在軸承處固定，螺旋送料裝置焊接在送料主軸上，其螺旋線由封頭處起，到炭粉收集箱處終止。
[0010]所述的監控系統由控制系統、1號溫度傳感器、2號溫度傳感器和3號溫度傳感器組成，所述的1號溫度傳感器檢測物料進口區溫度，2號溫度傳感器檢測物料中段溫度，3號溫度傳感器檢測物料末端溫度，并將溫度信號傳送到控制系統，由控制系統輸出信號控制變頻電機的轉速和蓄電池組的輸出功率；
[0011]所述的輔助系統由進料口、出氣口和炭粉收集箱組成，所述的進料口、出氣口和炭粉收集箱分別焊接在熱解反應裝置金屬內管左端上邊、右端上邊和右端下邊。
[0012]本實用新型主要以太陽能光熱利用為主，耦合太陽能的光-電-熱和風能的風-電-熱利用為輔，對生物質進行熱解，獲得清潔能源生物燃氣和生物炭，以及木醋液和木焦油兩種天然農用化學品替代物。本實用新型通過槽式拋物面反射鏡聚焦太陽輻射熱能，將太陽能真空集熱管和生物質熱解反應器相結合，作為吸熱器來吸收太陽熱能。利用風力發電系統和太陽能光伏發電系統，將風能和太陽能轉換為電能，儲存在蓄電池組中，以控制系統來調節電力輸出功率及物料輸送速度，從而實現生物質熱解轉換。由此，解決太陽能和風能無法規模化儲存和發電并網困難的問題，通過生物質熱解為轉換橋梁，將三種可再生能源統一以生物燃氣和生物炭的形式儲存下來，實現能源的規模儲存和高效利用。
[0013]生物質能的轉化利用主要包括熱化學轉化利用和生物化學轉化利用。生物質能的熱化學轉化利用主要包括直接燃燒、熱解、氣化和液化等。生物質熱解是指在無氧或低氧環境下，生物質被加熱升溫引起分子分解產生焦炭、可冷凝液體和氣體產物的過程。該技術能將生物質能轉化為高品質的易儲存、易運輸、能量密度高的生物炭和生物燃氣，可用于新農村社區能源供應，因此，生物質熱解技術是生物質能的一種重要利用形式。
[0014]針對太陽能和風能無法規模化儲存和運輸，太陽能和風能發電間歇性、不可預測性、并網困難的現狀，以生物質熱解的強吸熱過程為轉化契機，將太陽能和風能發電后，利用電加熱生成熱能，同時與太陽輻射熱能相結合，對生物質進行加熱使其熱解，形成一種新型的風光熱耦合熱解反應裝置。由此，將太陽能、風能和生物質能以高品質生物燃氣和生物炭儲存下來，形成一種區域可再生能源綜合轉換、規模儲存和高效利用體系。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型風光熱耦合熱解反應裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1是本實用新型風光熱耦合熱解反應