基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，包括双联流化床气化系统（1）、气化合成气净化装置系统（2）、燃料电池发电系统（3）、负荷调节系统（4）、供暖系统（5）以及制冷系统（6）；所述双联流化床气化系统（1）用于，将垃圾、污泥、生物质共处理后的燃料与水蒸气气化反应生成合成气气体；将燃料中未反应完全的焦炭和固体床料和空气进行燃烧反应释放热量，生成烟气，将烟气中携带燃烧释放热量的固定床料分离出来，用于为所述气化反应提供热量，分离后的烟气用于为发电模块进行预热；所述气化合成气净化装置系统（2）用于，用于对合成气气体进行灰分、硫化物成分和水分去除处理，得到干净煤气；所述燃料电池发电系统（3）用于，用于将干净煤气和空气在固体氧化物燃料电池中发生电化学反应，输出电能；所述负荷调节系统（4）用于，获取燃料电池出来的废气和分离后的烟气，根据不同季节的需求，分别送往以热水为循环工质的供暖系统和以溴化锂溶液为循环工质的吸收式制冷系统。2.根据权利要求1所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述双联流化床气化系统（1）包括：气化炉（1
‑
1）、排气管（1
‑
2）、翻料管（1
‑
3）、燃烧炉（1
‑
4）和旋风分离器（1
‑
5）；其中，气化炉（1
‑
1）顶部出口与排气管（1
‑
2）相连，气化炉（1
‑
1）侧面出口与返料管（1
‑
3）的一端相连，返料管（1
‑
3）的另一端与燃烧炉（1
‑
4）侧面进口相连，燃烧炉（1
‑
4）顶部出口与旋风分离器（1
‑
5）相连，旋风分离器（1
‑
5）底部出口与气化炉（1
‑
1）相连，旋风分离器（1
‑
5）顶部出口连接燃料电池发电系统（3）；所述气化炉（1
‑
1）还设有a输入端，所述a输入端用于输入经过预处理后的垃圾、污泥、生物质混合固体燃料；所述燃烧炉（1
‑
4）还设有c输入端，用于输入空气。3.根据权利要求2所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述气化合成气净化装置系统（2）包括：第一换热器（2
‑
1）、布袋除尘器（2
‑
2）、第二换热器（2
‑
3）、脱硫塔（2
‑
4）；其中，第一换热器（2
‑
1）的冷端进口与第二换热器（2
‑
3）的冷端出口相连，第一换热器（2
‑
1）的冷端出口与气化炉（1
‑
1）的侧面入口相连，第一换热器（2
‑
1）的热端入口与排气管的出口相连，第一换热器（2
‑
1）的热端出口与布袋除尘器（2
‑
2）的入口相连，第二换热器（2
‑
3）的热端入口与布袋除尘器（2
‑
2）的气体出口相连，第二换热器（2
‑
3）的热端出口与脱硫塔（2
‑
4）入口相连；第二换热器（2
‑
3）还设有b输入端，所述b输入端用于输入常温水，常温水依次经过第二换热器（2
‑
3）、第一换热器（2
‑
1）换热后变成水蒸气进入气化炉（1
‑
1）。4.根据权利要求3所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述燃料电池发电系统（3）包括：燃料压缩机（3
‑
1）、空气压缩机（3
‑
3）、燃料预热器（3
‑
2）、空气预热器（3
‑
4）、燃料电池（3
‑
5）、燃烧室（3
‑
6）、膨胀机（3
‑
7）和换热器（3
‑
8）；其中，燃料预热器（3
‑
2）的热端进口与旋风分离器（1
‑
5）顶部出口相连，燃料预热器（3
‑
2）的热端出口于空气预热器（3
‑
4）的热端入口相连，燃料压缩机（3
‑
1）的入口与脱硫塔（2
‑
4）出口相连，燃料压缩机（3
‑
1）的出口与燃料预热器（3
‑
2）的冷端进口相连，空气压缩机（3
‑
3）的入口与接入空气，空气压缩机（3
‑
3）的出口与空气预热器（3
‑
4）的冷端进口相连，燃料预热器（3
‑
2）和空气预热器（3
‑
4）的冷端出口与燃料电池（3
‑
5）的进口相连，燃料电池产生电能在燃料电池电能输出端（g）输出，燃料电池产生的热量输入给换热器（3
‑
8），换热器（3
‑
8）通过冷却水对热量进行回收，燃料电池（2
‑
5）的阴极和阳极反应出来的气体进入燃烧室（3
‑
6），气体在燃烧室（3
‑
6）中完全反应，生成的气体进入膨胀机（3
‑
7）做功。5.根据权利要求4所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述负荷调节系统（4）包括混合器（4
‑
1）、热负荷输出阀（4
‑
3）和冷负荷输出阀（4
‑
2）；其中，膨胀机（3
‑
7）的出口以及空气预热器（3
‑
4）的热端出口和混合器（4
‑
1）的入口相连，混合器出口和冷负荷输出阀（4
‑
2）以及热负荷输出阀（4
‑
3）相连。6.根据权利要求5所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述供暖系统（5）包括烟气
‑
热水换热器（5
‑
1）、散热器（5
‑
2）、第一水泵（5
‑
3）；其中，热负荷输出阀（4
‑
3）与烟气
‑
热水换热器（5
‑
1）的热端进口相连，散热器（5
‑
2）的进口与烟气
‑
热水换热器（5
‑
1）的冷端出口相连，散热器（5
‑
2）的出口与第一水泵（5
‑
3）的入口相连，第一水泵（5
‑
3）的出口与烟气
‑
热水换热器（5
‑
1）的冷端进口相连。7.根据权利要求6所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统，其特征在于，所述制冷系统（6）包括换热器（6
‑
1）、发生器（6
‑
2）、冷凝器（6
‑
3）、蒸发器（6
‑
5）、节流阀（6
‑
4）和（6
‑
7）、吸收器（6
‑
9）、溶液热交换器（6
‑
6）以及第二水泵（6
‑
8）；其中，冷负荷输出阀（4
‑
2）与热交换器（6
‑
1）热端进口相连，热交换器冷端出口与发生器（6
‑
2）进口相连，发生器水蒸气出口与冷凝器（6
‑
3）进口相连，冷凝器出口与节流阀（6
‑
4）相连，节流阀（6
‑
4）出口与蒸发器（6
‑
5）进口相连，发生器溴化锂浓溶液出口与溶液热交换器（6
‑
6）热端进口相连，溶液热交换器热端出口与节流阀（6
‑
7）进口相连，蒸发器（6
‑
5）出口与节流阀（6
‑
7）出口和吸收器（6
‑
9）入口相连，吸收器（6
‑
9）出口经第二水泵（6
‑
8）与溶液热交换器（6
‑
6）冷端进口相连，溶液热交换器冷端出口与换热器（6
‑
1）冷端进口相连， 蒸发器（6
‑
5）设有冷媒水输入端和冷媒水输出端位于，吸收器（6
‑
9）设有冷却水输入端，冷凝器（6
‑
3）设有冷却水输出端。8.一种基于权利要求7所述的基于双联流化床气化和燃料电池的冷热电联产系统的方法，其特征在于，包括：将垃圾、污泥、生物质共处理后的燃料在气化炉（1
‑
1）的a输入端进入，燃料首先被热解，生成焦炭与热解性挥发气体，热解性挥发气体和水蒸气进行水蒸气重整、二氧化碳还原、甲烷重整反应，生成包括h2、co、co2的合成气，生成的合成气通过排气管（1
‑
2）输入到第一换热器（2
‑
1）的热端进口；未反应完全的焦炭通过返料管（1
‑
3）进入燃烧炉（1
‑
4）和空气中的氧气反应释放热量，生成的含有大量co2的烟气进入燃烧炉旋风分离器（1
‑
5），携带热量的床料被分离出来，重新进入气化炉（1
‑
1），为气化反应提供热量，分离处理后的烟气进入燃料电池发电系统，为燃料和空气提供预热；从气化炉排气管（1
‑
2）出来的合成气经过第一换热器（2
‑
1）进行冷却，而后进入布袋除尘器（2
‑
2）除去合成气剩余的灰分和固体床料，再通过第二换热器（2
‑
3）冷却到常温，进入脱硫塔（2
‑
4）分离出合成气中硫化物成分，布袋除尘器（2
‑
2）分离出的灰分通过除尘器底部排出，硫化物成分通过脱硫塔底部排出；
经过净化后的煤气经过压缩机（3
‑
1）压缩，进入烟气换热器（3
‑
2）进行预热，空气通过压缩机（3
‑
3）的空气输入端进入压缩机压缩，而后进入烟气
‑
空气换热器（3
‑
4）进行预热，和燃料在燃料电池（3
‑
5）混合后，通过电化学反应进行发电，产生电量通过燃料电池电能输出端输出，燃料电池的废热输入至换热器（3
‑
8），通过冷却水流经换热器（3
‑
8）进行回收，从燃料电池阴极和阳极出来的气体进入燃烧室（3
‑
6），未反应完全的气体在燃烧室中完全反应，生成的气体进入膨胀机（3
‑
7）做功；将燃料和空气预热后的烟气和从燃料电池发电系统输出的气体进入混合器（4
‑
1），根据不同季节需求，分别通过冷负荷输出阀（4
‑
2）和热负荷输出阀（4
‑
3）送往制冷系统和供暖系统；供暖系统中，烟气和燃料电池排出气体的余热通过换热器（5
‑
1）进行回收，热水吸收混合气体热量后，通过散热器（5
‑
2）供暖，释放出热量后的热水经过水泵（5
‑
3）加压，重新进入换热器（5
‑
1）吸收热量，形成循环；制冷系统中，烟气和燃料电池排出气体的的余热用溴化锂吸收式制冷机组进行利用，混合气体通过换热器（6
‑
1）为进入发生器（6
‑
2）溴化锂溶液提供热量，从而产生水蒸气和溴化锂浓溶液，产生的水蒸气经过冷凝器（6
‑
3）冷凝和节流阀（6
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4）节流后，进入蒸发器（6
‑
5）中吸收来自蒸发器（6
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5）的冷媒水输入端的冷媒水的热量蒸发，产生制冷反应，从发生器（6
‑
2）出来的溴化锂浓溶液经过溶液热交换器（6
‑
6）放热和节流阀（6
‑
7）节流后，在吸收器（6
‑
9）中与蒸发后的水蒸气混合形成溴化锂稀溶液，释放热量，经第二水泵（6
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8）加压后，吸收溶液热交换器（6
‑
6）和混合气体的热量重新进入发生器（6
‑
2），形成循环，水蒸气冷凝释放的热量和溴化锂稀溶液在吸收器中释放的热量用来自吸收器冷却水输入端的冷却水进行回收，冷却水在冷凝器（6
‑
3）的冷却水输出端排出。