碟式聚光生产合成气 优化燃气发电
发布者：本网记者Alice | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 8028查看 | 2013-04-12 10:09:00
CSPPLAZA光热发电网报道：燃气发电厂在利用一种创新性的太阳能碟式聚光合成气发生技术后，可节约20%的燃气消耗，即可产出同等多的电力。美国太平洋西北国家实验室PNNL接近研发完成的就是这样一个创新性的发电系统，并将于今年夏天在其位于华盛顿州Richland的园区内对该系统进行测试。
图：碟式聚光合成气发生器系统
该系统的主要创新点在于利用太阳热能将天然气转化为一种新型燃料合成气（syngas），这种合成气由氢气和一氧化碳构成，syngas拥有更高的能量密度，在传统燃气轮机的前端安装PNNL的这个合成气发生系统，就可以组成一个太阳能燃气混合发电站。一个燃气发电厂配置这种系统后，可降低20%的燃气消耗。
PNNL主导该项技术研发的工程师Bob Wegeng表示：“相对于传统的燃气发电系统，我们这种创新性系统耗费很少的燃气即可产生同样多的电能，同时还降低了温室气体排放，在成本上也可与传统化石燃料发电相抗衡。”
合成气事实上是以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气。传统的利用天然气生产合成气的方法为天然气蒸汽法。其原理是基于这种化学反应：CH4 + H2O → CO + 3H2。
PNNL则利用碟式聚光技术制造syngas。该项技术研发的主要目标就是如何利用太阳能制造这种合成气。据PNNL介绍，这种合成气发生器约4英尺长，2英尺宽，设备组件由一个化学反应器和几个热交换器构成，热化学反应器拥有很窄的通道，经聚光的太阳能加热通道内的天然气，在催化剂的帮助下将天然气转化为合成气。类似于传统的斯特林太阳能发电机，其将这种合成气发生器放置在碟式聚光系统的焦斑处以吸收热量产出合成气。
图：合成气发生器内部构造
合成气的热交换器拥有更为狭窄的管道，仅是人的两根头发的厚度，热交换器将回收余热，使生产过程更加高效。在早先的原型机测试中，结果显示超过60%的太阳能被成功收集用于热化学反应。
该系统适合于大小规模的燃气发电厂的配套，一个500MW的燃气电厂约需要3000个太阳能合成气发生器，即可实现20%的燃气节约。该系统可根据天气情况灵活应用，如果太阳能辐照资源不佳，可直接利用燃气发电。配置十分灵活。
图：碟式聚光合成气发生器系统
Bob Wegeng还设想，这种系统在未来还可用于生产高效运输用燃料，可以用于生产合成原油以用来提炼柴油或汽油。
该项目已经获得Sunshot扶持计划430万美元的资金支持，并已与加利福尼亚的圣玛丽亚市的SolarThermoChemical公司达成研究和发展合作，在该项技术获得验证后将由该公司生产并销售这种系统。
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AlexDong
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2016-07-18 17:37:34
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