發布者:本網記者Alice | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 7962查看 | 2013-04-12 10:09:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:燃氣發電廠在利用一種創新性的太陽能碟式聚光合成氣發生技術后,可節約20%的燃氣消耗,即可產出同等多的電力。美國太平洋西北國家實驗室PNNL接近研發完成的就是這樣一個創新性的發電系統,并將于今年夏天在其位于華盛頓州Richland的園區內對該系統進行測試。
圖:碟式聚光合成氣發生器系統
該系統的主要創新點在于利用太陽熱能將天然氣轉化為一種新型燃料合成氣(syngas),這種合成氣由氫氣和一氧化碳構成,syngas擁有更高的能量密度,在傳統燃氣輪機的前端安裝PNNL的這個合成氣發生系統,就可以組成一個太陽能燃氣混合發電站。一個燃氣發電廠配置這種系統后,可降低20%的燃氣消耗。
PNNL主導該項技術研發的工程師Bob Wegeng表示:“相對于傳統的燃氣發電系統,我們這種創新性系統耗費很少的燃氣即可產生同樣多的電能,同時還降低了溫室氣體排放,在成本上也可與傳統化石燃料發電相抗衡。”
合成氣事實上是以一氧化碳和氫氣為主要組分,用作化工原料的一種原料氣。傳統的利用天然氣生產合成氣的方法為天然氣蒸汽法。其原理是基于這種化學反應:CH4 + H2O → CO + 3H2。
PNNL則利用碟式聚光技術制造syngas。該項技術研發的主要目標就是如何利用太陽能制造這種合成氣。據PNNL介紹,這種合成氣發生器約4英尺長,2英尺寬,設備組件由一個化學反應器和幾個熱交換器構成,熱化學反應器擁有很窄的通道,經聚光的太陽能加熱通道內的天然氣,在催化劑的幫助下將天然氣轉化為合成氣。類似于傳統的斯特林太陽能發電機,其將這種合成氣發生器放置在碟式聚光系統的焦斑處以吸收熱量產出合成氣。
圖:合成氣發生器內部構造
合成氣的熱交換器擁有更為狹窄的管道,僅是人的兩根頭發的厚度,熱交換器將回收余熱,使生產過程更加高效。在早先的原型機測試中,結果顯示超過60%的太陽能被成功收集用于熱化學反應。
該系統適合于大小規模的燃氣發電廠的配套,一個500MW的燃氣電廠約需要3000個太陽能合成氣發生器,即可實現20%的燃氣節約。該系統可根據天氣情況靈活應用,如果太陽能輻照資源不佳,可直接利用燃氣發電。配置十分靈活。
圖:碟式聚光合成氣發生器系統
Bob Wegeng還設想,這種系統在未來還可用于生產高效運輸用燃料,可以用于生產合成原油以用來提煉柴油或汽油。
該項目已經獲得Sunshot扶持計劃430萬美元的資金支持,并已與加利福尼亞的圣瑪麗亞市的SolarThermoChemical公司達成研究和發展合作,在該項技術獲得驗證后將由該公司生產并銷售這種系統。