一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源转换、多效利用技术领域，具体为一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统。


背景技术：

2.近年来，随着全球化石能源消耗量逐年增加，化石燃料燃烧所带来的环境污染日益严重，全球变暖，空气污染等使得人类面临越来越严峻的环境考验。据“2020年世界能源统计报告”，2019年全球一次能源从消费总量上看，化石燃料占全球一次能源消费的84％。一次能源消费增长1.3％，可再生能源消费增长贡献41％，其次天然气贡献36％消费增长。而煤炭、石油等化石燃料对环境造成的危害尤为严重。eia在《2017年国际能源展望》(internationalenergyoutlook)报告中称，2015年至2040年间，全球能源消费总量将增长28％，其中亚洲将贡献大部分增量。期间，全球煤炭产量将增加3％，达到85亿吨。到2040年，化石能源在全球能源消费总量占比仍超3/4。
3.目前，尚无可以完美取代化石燃料的能源解决方案。根据多方机构对清洁能源做出预测，从全球范围来看，包括水电在内的可再生能源和天然气的发展速度将会领先于其它能源，年增速为2.3％。风能、太阳能和水电将是2015年至2040年发展最快的能源，这主要得益于技术进步和政府支持。但就目前而言，新能源技术作为一种全新的能源利用方式，要想彻底取代传统的能源利用是不现实的。当前，新能源的发展主要体现在风能、光伏、生物能、潮汐能及地热能的开发与利用。而目前上述新能源普遍存在分布不均、集中收集利用难度大，设备成本高等缺点。进一步又由于传统观念束缚，人们对于新能源的重视度不够，相关专业人才流失与技术限制较多。因此，如何合理、高效、充分利用新能源，并通过系统化设计，构建出能够实现高效转化、复合生产、灵活储能的新能源系统，对于实现能源消费优化配置、促进新能源产业健康发展具有十分重要的意义。所以就需要一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统。
5.本实用新型是这样实现的：
6.一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，包括可再生能源发电单元，所述可再生能源发电单元包括光伏发电装置和风力发电装置，与所述光伏发电装置连接有电网开关站，所述风力发电装置连接有综合储能单元；
7.与所述综合储能单元输出端连接有余热利用热电联供系统，储能单元通过输出端g向热电联供系统输送热能，与所述余热利用热电联供系统蒸汽输出端e和余热回收输入端f连接有化工生产单元，烟气输出端i连接有除尘脱硫脱硝单元；化工生产单元使用所述余热利用热电联供系统和开关站的能源为化工生产提供能源。
8.所述化工生产单元电力入口连接开关站，化工生产单元使用所述余热利用热电联
供系统和开关站的能源为化工生产单元提供能源，所述化工生产单元连接有超级植物生产系统。
9.所述超级植物生产系统包括第一光生物反应器和第二光生物反应器、牧草培养系统及第一微藻收获回收系统和第二微藻收获回收系统，所述超级植物生产系统设有电光源和日光源，所述电光源和日光源的输出端c分别与第一光生物反应器、第二光生物反应器和牧草培养系统连接，与所述第一光生物反应器、第二光生物反应器和牧草培养系统均连接有营养液输入端a，所述第一光生物反应器输出端与第一微藻收获回收系统连接，所述第二光生物反应器输出端与第二微藻收获回收系统连接，所述第一微藻收获回收系统连接有生物制药装置，所述生物制药装置的输出端连接有医药仓库和残渣制饲料单元，所述第二微藻收获回收系统分别连接有生物制甲醇、甲烷单元、生物制乙醇单元和酯变换单元，所述生物制甲醇、甲烷单元连接有甲烷储罐和残渣制饲料单元，所述残渣制饲料单元连接有饲料仓库。
10.进一步，所述生物制乙醇单元连接有乙醇储罐，所述酯变换单元连接有生物柴油储罐，所述生物制甲醇、甲烷单元还与化工生产单元连接，为其生产提供化工原料；所述超级植物生产系统以第一光生物反应器和第二光生物反应器为核心，其输出端连接第一微藻收获回收系统和第二微藻收获回收系统，通过光照射反应器管内水、营养物及二氧化碳，利用光合作用原理，大规模高效生产特定的微藻和牧草，自输出端d释出氧气。其中，牧草培养系统作为辅助系统模块参与整个物质能量供应链。
11.进一步，所述第一光生物反应器、第二光生物反应器和牧草培养系统的氧气输出端d连接有分子筛，所述分子筛与所述化工生产单元连接。
12.进一步，所述生物制乙醇单元还与残渣制饲料单元连接。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：系统由可再生能源发电单元、综合储能单元、余热利用热电联供系统、化工生产单元、除尘脱硫脱销单元、富氧气体分子筛技术和超级植物生产系统构建物质与能量生产循环，其中，超级植物生产系统由电光和日光提供额外能源，与外界提供的营养物维持系统循环。超级植物生产系统由光生物反应器、牧草培养系统及微藻收获回收系统构成，系统可进一步为生物制药、生物制甲醇(甲烷)单元、生物制乙醇单元和酯变换单元提供物质和能量输入，实现生物柴油和乙醇、汽油等产品的零碳排放生产，残渣可进一步用于饲料单元。本实用新型充分利用了风光互补、能量储存，化工动力联合生产，并结合超级植物生产系统，采用安全、环保的生物技术，实现内、外零碳排放。该联合工厂对电网依赖小，可完全不依赖电网供电，具有显著的经济效益、社会效益和工程应用前景。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1是本实用新型的系统结构示意图；
16.其中，1.光伏发电单元，2.风力发电单元，3.储能单元，4.电网，5.电网开关站，6.
余热利用热电联供系统，7.除尘脱硫脱硝，8.化工生产单元，9.富氧气体分子筛，10.电光源，11.日光源，12、13.光生物反应器，14.牧草培养系统，15、16.微藻收获回收系统，17.生物制药，18.医药仓库，19.饲料仓库，20.酯变换，21.生物柴油储罐，22.生物法制甲醇(甲烷)，23.生物法制乙醇，24.乙醇储罐，25.甲醇(甲烷)储罐，26.残渣制成饲料，27.饲料仓库。
17.各主要进出口编码意义：
18.a.营养液输入端，b.净化co2输入端，c.光源输入端，d.氧气，e.高温蒸汽输出端，f.余热输入端，g.储热输入端，h.发电输出端，i.烟气输出端。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参阅图1，一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，1、包括可再生能源发电单元，所述可再生能源发电单元包括光伏发电装置1和风力发电装置2，与所述光伏发电装置连接有电网开关站5，所述风力发电装置2连接有综合储能单元3；
21.与所述综合储能单元3输出端连接有余热利用热电联供系统6，储能单元3通过输出端g向热电联供系统6输送热能，与所述余热利用热电联供系统6蒸汽输出端e和余热回收输入端f连接有化工生产单元8，烟气输出端i连接有除尘脱硫脱硝单元7；化工生产单元使用所述余热利用热电联供系统和开关站的能源为化工生产提供能源。
22.所述化工生产单元8电力入口连接开关站5，化工生产单元8使用所述余热利用热电联供系统6和开关站5的能源为化工生产单元8提供能源，所述化工生产单元8连接有超级植物生产系统。
23.本实施例中，所述超级植物生产系统包括第一光生物反应器12和第二光生物反应器13、牧草培养系统14及第一微藻收获回收系统15和第二微藻收获回收系统16，所述超级植物生产系统设有电光源10和日光源11，所述电光源10和日光源11的输出端c分别与第一光生物反应器12、第二光生物反应器13和牧草培养系统14连接，所述第一光生物反应器12输出端与第一微藻收获回收系统15连接，所述第二光生物反应器13输出端与第二微藻收获回收系统16连接，所述第一微藻收获回收系统15连接有生物制药装置17，所述生物制药装置17的输出端连接有医药仓库18和残渣制饲料单元26，所述第二微藻收获回收系统16分别连接有生物制甲醇、甲烷单元22、生物制乙醇单元23和酯变换单元20，所述生物制甲醇、甲烷单元22连接有甲烷储罐25和残渣制饲料单元26，所述残渣制饲料单元26连接有饲料仓库27。
24.本实施例中，所述生物制乙醇单元23连接有乙醇储罐24，所述酯变换单元20连接
有生物柴油储罐21，所述生物制甲醇、甲烷单元22还与化工生产单元8连接。为其生产提供化工原料；所述超级植物生产系统以第一光生物反应器和第二光生物反应器为核心，其输出端连接第一微藻收获回收系统和第二微藻收获回收系统，通过光照射反应器管内水、营养物及二氧化碳，利用光合作用原理，大规模高效生产特定的微藻和牧草，自输出端d释出氧气。其中，牧草培养系统作为辅助系统模块参与整个物质能量供应链。
25.本实施例中，所述第一光生物反应器12、第二光生物反应器13和牧草培养系统的氧气输出端d连接有分子筛9，所述分子筛9与所述化工生产单元8连接。所述生物制乙醇单元23还与残渣制饲料单元26连接。
26.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，其特征在于：包括可再生能源发电单元，所述可再生能源发电单元包括光伏发电装置(1)和风力发电装置(2)，与所述光伏发电装置连接有电网开关站(5)，所述风力发电装置(2)连接有综合储能单元(3)；与所述综合储能单元(3)输出端连接有余热利用热电联供系统(6)，储能单元(3)通过输出端g向热电联供系统(6)输送热能，与所述余热利用热电联供系统(6)蒸汽输出端e和余热回收输入端f连接有化工生产单元(8)，烟气输出端i连接有除尘脱硫脱硝单元(7)；所述化工生产单元(8)电力入口连接开关站(5)，化工生产单元(8)使用所述余热利用热电联供系统(6)和开关站(5)的能源为化工生产单元(8)提供能源，所述化工生产单元(8)连接有超级植物生产系统。2.根据权利要求1所述的一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，其特征在于，所述超级植物生产系统包括第一光生物反应器(12)和第二光生物反应器(13)、牧草培养系统(14)及第一微藻收获回收系统(15)和第二微藻收获回收系统(16)，所述超级植物生产系统设有电光源(10)和日光源(11)，所述电光源(10)和日光源(11)的输出端c分别与第一光生物反应器(12)、第二光生物反应器(13)和牧草培养系统(14)连接，所述第一光生物反应器(12)输出端与第一微藻收获回收系统(15)连接，所述第二光生物反应器(13)输出端与第二微藻收获回收系统(16)连接，所述第一微藻收获回收系统(15)连接有生物制药装置(17)，所述生物制药装置(17)的输出端连接有医药仓库(18)和残渣制饲料单元(26)，所述第二微藻收获回收系统(16)分别连接有生物制甲醇、甲烷单元(22)、生物制乙醇单元(23)和酯变换单元(20)，所述生物制甲醇、甲烷单元(22)连接有甲烷储罐(25)和残渣制饲料单元(26)，所述残渣制饲料单元(26)连接有饲料仓库(27)。3.根据权利要求2所述的一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，其特征在于，所述生物制乙醇单元(23)连接有乙醇储罐(24)，所述酯变换单元(20)连接有生物柴油储罐(21)，所述生物制甲醇、甲烷单元(22)还与化工生产单元(8)连接。4.根据权利要求2所述的一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，其特征在于，所述第一光生物反应器(12)、第二光生物反应器(13)和牧草培养系统的氧气输出端d连接有分子筛(9)，所述分子筛(9)与所述化工生产单元(8)连接。5.根据权利要求2所述的一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，其特征在于，所述生物制乙醇单元(23)还与残渣制饲料单元(26)连接。

技术总结
本实用新型公开了一种风光互补植物、化工生产耦合的多联产系统，包括可再生能源发电单元，可再生能源发电单元包括光伏发电装置和风力发电装置，与光伏发电装置连接有电网开关站，风力发电装置连接有综合储能单元；与所述综合储能单元输出端连接有余热利用热电联供系统，储能单元通过输出端g向热电联供系统输送热能，与所述余热利用热电联供系统蒸汽输出端e和余热回收输入端f连接有化工生产单元，本实用新型充分利用了风光互补、能量储存，化工动力联合生产，并结合超级植物生产系统，采用安全、环保的生物技术，实现内、外零碳排放。该联合工厂对电网依赖小，可完全不依赖电网供电，具有显著的经济效益、社会效益和工程应用前景。前景。前景。


技术研发人员：陈辉 张雪桢 徐钢 唐敏 王梦薇 韩劲松 王占芳
受保护的技术使用者：吉能国际能源有限公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/7/5