CN108410512A - 基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用*** - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***，太阳能气化子***通过太阳能气化反应和常规气化反应，用于全天候地生成合成气，并提供水蒸气和高温烟气；液体燃料合成子***用于对所述合成气进行处理得到液态产物；尾气发电子***利用所述气态产物驱动燃气作功循环发电，利用所述烟气和高温水蒸气驱动蒸汽循环作功发电。

Description

基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***
技术领域
本公开涉及太阳能与化石能源互补利用领域，尤其涉及一种基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***。
背景技术
在经济快速发展的背景下，人类对能源的需求量越来越大，当前，全球的主要能源仍由石油、天然气、和煤等一次能源为主，随之带来的不仅是能源资源储量的急剧降低，还将产生严重的环境污染，尤其是大量CO2等温室气体的排放将影响到全球的生态平衡。仅2016年，全球一次能源消费总量合计为132.76亿吨油当量，较上年增长1.3％，中国的一次能源消耗量也由2000年的14.6亿吨标准煤增长至2010年的44.9亿吨标准煤，总量翻了近三倍，增加了122.6％。尤其需指出的是，中国的石油对外依存度已突破60％，我国的能源安全已受到了严重威胁。再此背景下，在大力倡导节能减排、提高能源利用效率的同时，还需要大力发展太阳能、生物质能等可再生能源。
我国的太阳能资源非常丰富，具有其无污染、可再生、储量巨大的特点，年太阳能辐射值约为1050～2450kW·h(m2·a)，大于1050kW·h(m2·a)的地区占国土面积的96％以上。我国的太阳辐射量的分布趋势表现为西高东低，在我国的西藏、青海和新疆等西部地区，太阳能资源极为丰富，年日照时间更是在3000小时以上，属世界太阳能资源丰富地区之一。截止到2015年底我国太阳能发电总装机容量达4318kW，占全国发电总装机容量的3％，排名世界第一。
但太阳能具有间接性和不稳定性等固有特性，这对实现太阳能的高效和稳定转化提出了巨大挑战。对于此，可以采用多能源互补的利用方式，利用驱动生物质和石油焦的气化反应，由此实现太阳能热能向合成气燃料化学能的转变，不仅实现了太阳能的高效化学储能，还能够有利于太阳能后续的高效稳定利用。
我国的生物质资源非常丰富，也将为实现与太阳能的互补利用奠定了资源基础。另外，我国作为石油消耗大国，在进行原油炼制等过程中将产生大量的石油焦，石油焦作为重渣油延迟焦化而得到的副产品，与无烟煤相比，石油焦具有含碳量高、热值高、灰分少和挥发分低等特点，可作为燃料通过燃烧的方式利用。截止至2017年底，我国的石油焦年产量已到达2492.9万吨。由于石油焦多为高硫焦，直接燃烧石油焦将产生严重的环境污染，然而对石油焦弃之不用，同样会对地下水和地表环境等产生环境污染，也同时造成了严重的资源浪费。因此，如何实现清洁、高效的利用石油焦已成为亟待解决的问题。与常规直接气化石油焦的方式不同，借助高温太阳能驱动石油焦的气化反应，能够有效地提高石油焦的利用率，并改善所产生合成气的组分特性。
进一步，通过太阳能驱动生物质和石油焦等燃料气化所产生的合成气，能够借助燃气-蒸汽联合循环***进行高效发电，同时还可以通过费托合成或者甲醇合成等流程转化生产清洁的液体燃料。这将进一步拓展太阳能的利用方式，并提供液体燃料的供应能力。但同时还需面对的是，虽然太阳能通过热化学反应转化为燃料化学能，进而实现太阳能的高效稳定利用，但是太阳能的间歇性和不稳定性仍然制约着太阳能利用***的高效连续运转，对此，需要开发出先进高效的太阳能气化反应装置和与此对应的能源利用***。
公开内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***，用于提高太阳能及其他石油焦和生物质等固体燃料的转化特性，并解决***高效连续稳定运行等问题。
(二)技术方案
本公开提供了一种基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***，包括：太阳能气化子***，通过太阳能气化反应和常规气化反应，用于全天候地生成合成气，并提供水蒸气和高温烟气；液体燃料合成子***，用于对所述合成气进行处理得到液态产物和部分气态产物；尾气发电子***，利用所述气态产物进行燃烧驱动燃气作功循环发电，利用所述高温烟气和水蒸气生产高温水蒸气并驱动蒸汽作功循环发电。
在本公开的一些实施例中，所述太阳能气化子***包括：全天候的太阳能气化反应器，用于通过太阳能气化反应和常规气化反应，全天候地生成合成气以及烟气；太阳能集热镜场，用于提供所述太阳能气化反应所需的反应热；合成气净化装置，接收所述太阳能气化反应器生成的合成气，清除合成气中的固体杂质；合成气显热回收装置，接收所述合成气净化装置输出的合成气，回收合成气的高温显热并生成高温水蒸气，将合成气输出至所述液体燃料合成子***。
在本公开的一些实施例中，所述液体燃料合成子***包括：第一压缩机，用于压缩所述合成气；合成气变换反应器，接收所述第一压缩机输出的合成气，调整所述合成气中H2和CO的比例；脱硫净化装置，接收所述合成气变换反应器输出的合成气，分离脱除合成气中所含的硫成分；液体燃料合成塔，接收所述脱硫净化装置输出的合成气，进行甲醇合成和费托法合成的液体燃料合成反应，生成第一股气态产物、第二股气态产物和液态产物，所述第一股气态产物送至第一压缩机，所述第二股气态产物送至所述尾气发电子***；储油罐，用于存储所述液态产物。
在本公开的一些实施例中，所述尾气发电子***包括：第二压缩机、燃烧室、和燃气透平，空气经所述第二压缩机压缩后进入所述燃烧室，压缩空气和第二股气态产物在所述燃烧室中燃烧，驱动所述燃气透平作功；余热锅炉、蒸汽透平、凝汽器、以及给水泵构成蒸汽作功循环机组，所述余热锅炉接收所述太阳能气化子***生成的高温烟气和水蒸气、以及所述燃气透平排出的烟气，生产高温水蒸气并驱动蒸汽作功循环发电；低温烟气余热回收器，用于回收所述余热锅炉排放的低温烟气余热。
在本公开的一些实施例中，所述太阳能气化反应器采用一体化分级气化反应结构，其内部形成有反应腔体和灰渣及燃烧腔体；在太阳能资源充足时段，太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式，所述太阳能集热镜场用于提供反应热；在所述反应热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣；在无充足太阳能辐射时段，太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式，空气与固体灰渣在所述灰渣及燃烧腔体中燃烧产生高温燃烧热，在高温燃烧热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣。
在本公开的一些实施例中，所述太阳能气化反应器包括：中空的圆柱形的壳体；上盖板，固定于所述壳体顶端；下底板，固定于所述壳体底端；隔热板，固定于所述壳体内部，位于所述上盖板与下底板之间；返料槽，安装于所述壳体内部，位于所述上盖板与隔热板之间；灰渣隔离板，固定于所述壳体内部，位于所述隔热板与返料槽之间；所述返料槽与上盖板、以及壳体形成反应腔体，所述返料槽与隔热板、以及壳体形成中间腔体，所述中间腔体内设置有灰渣隔离板，将所述中间腔体分为受光腔体和灰渣及燃烧腔体；所述壳体内设置有提升管反应段，所述提升管反应段贯穿所述隔热板，其上端与所述反应腔体连通；所述灰渣隔离板设置于所述提升管反应段与壳体内壁之间；形成灰渣及燃烧腔体的壳体设置有烟气出口和灰渣出口；所述上盖板设置有合成气出口；所述壳体内设置有返料下降管，其上端出口与返料槽底部连接，下端出口设置于所述灰渣及燃烧腔体内，连通所述反应腔体与灰渣及燃烧腔体。
在本公开的一些实施例中，形成受光腔体的壳体设置有上部入射光孔，其与所述返料槽位置对应；所述壳体还设置有下部入射光孔；所述下底板底部设有反应物入料口，所述提升管反应段下端与反应物入料口连通；所述太阳能集热镜场包括：第一定日镜场和第二定日镜场；当太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式时，所述第二定日镜场所聚焦的光线通过下部入射光孔加热提升管反应段，对反应物进行初级加热并驱动其进行热解反应；热解反应产物通过所述提升管反应段送入反应腔体，所述第一定日镜场将所聚焦的光线通过上部入射光孔加热反应腔体，并驱动热解反应产物进一步进行气化反应，产生的合成气通过合成气出口输出给合成气净化装置，产生的固体灰渣通过返料槽收集，并通过返料下降管落入灰渣及燃烧腔体中，通过灰渣出口排出。
在本公开的一些实施例中，所述太阳能气化反应器内部还形成有储热腔体，用于存储部分高温太阳能以维持稳定的气化反应条件；所述隔热板与下底板、以及壳体形成所述储热腔体，所述储热腔体内填充蓄热材料；或者，所述储热腔体通过管道和工质泵与外置式蓄热工质罐连接，所述外置式蓄热工质罐填充有蓄热材料，以提高储热容量；所述第二定日镜场聚焦的部分光线通过下部入射光孔加热储热腔体；在太阳不稳定的运行时段，所述储热腔体释放所存储的高温热能以维持稳定的气化反应条件。
在本公开的一些实施例中，所述壳体内设置有空气管，下底板底部设有空气入口，空气管贯穿隔热板并与空气入口连接，连通外界与灰渣及燃烧腔体。
在本公开的一些实施例中，当太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式时，打开空气入口，将空气通入灰渣及燃烧腔体，空气与固体灰渣发生燃烧反应产生高温热能，通过加热提升管反应段和返料槽驱动反应物进行热解和气化反应，产生的灰渣通过灰渣出口排出，产生的烟气通过烟气出口输出给尾气发电子***。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开具有以下有益效果：
(1)通过驱动石油焦和生物质等固体燃料的气化反应，实现了太阳热能向燃料化学能的转化，并将提高太阳能的转化特性。
(2)利用高温太阳能提高气化反应的反应热，将减少固体燃料的自供热消耗量，进而提升了固体燃料的利用率。
(3)借助所提供的综合利用***，实现了液体燃料、电和热等多类型能源产品输出，有利于满足当前多元化的能源需求。
(4)所使用的全天候太阳能气化反应装置，能够实现在夜间等时段的连续稳定运行，由此保障了液体燃料和电能等的稳定输出。
附图说明
图1是本公开实施例的基于太阳能热化学转化的多联产综合利用***的结构示意图；
图2是本公开实施例的太阳能气化反应器的结构示意图。
【符号说明】
A-太阳能气化子***；B-液体燃料合成子***；C-尾气发电子***；
1-太阳能气化反应器；2-第一定日镜场；2′-第二定日镜场；3-合成气净化装置；4-合成气显热回收装置；5-第一压缩机；6-合成气变换反应器；7-脱硫净化装置；8-液体燃料合成塔；9-储油罐；10-第二压缩机；11-燃烧室；12-燃气透平；13-余热锅炉；14-蒸汽透平；15-凝汽器；16-给水泵；17-低温烟气余热回收器；18-反应腔体；19-灰渣及燃烧腔体；20-储热腔体；21-受光腔体；22-上部入射光孔；23-下部入射光孔；24-提升管反应段；25-隔热板；26-灰渣隔离板；27-返料槽；28-返料下降管；29-反应物入料口；30-合成气出口；31-灰渣出口；32-空气入口；33-空气管；34-烟气出口。
具体实施方式
下面将结合实施例和实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
图1为本公开实施例的一种基于太阳能热化学转化的多联产综合利用***的结构示意图。
该多联产综合利用***包括：太阳能气化子***A、液体燃料合成子***B和尾气发电子***C。
太阳能气化子***A通过太阳能气化反应和常规气化反应生成合成气，并提供水蒸气和高温烟气，包括：全天候的太阳能气化反应器1、第一定日镜场2、第二定日镜场2′、合成气净化装置3和合成气显热回收装置4。
太阳能气化反应器1生成合成气，其合成气出口30依次与合成气净化装置3和合成气显热回收装置4连接。合成气依次经过合成气净化装置3和合成气显热回收装置4。太阳能气化反应器1的烟气出口34连接尾气发电子***C的余热锅炉13。
合成气净化装置3用于清除合成气中所含有的固体颗粒等杂质，合成气显热回收装置4用于回收合成气的高温显热。合成气显热回收装置4使用水作为冷却介质，水与合成气换热后转化为水蒸气，合成气温度降低并输出给液体燃料合成子***B。合成气显热回收装置4的蒸汽出口与太阳能气化反应器1的反应物入料口29和尾气发电子***C的余热锅炉13连接，用于将水蒸气输出给太阳能气化反应器1和余热锅炉13。
液体燃料合成子***B用于将气化产生的合成气转化为柴油、甲醇和二甲醚等液体燃料，并生成气态产物，包括：第一压缩机5、合成气变换反应器6、脱硫净化装置7、液体燃料合成塔8和储油罐9。
合成气显热回收装置4的合成气出口30与第一压缩机5入口连接，降温后的合成气进入第一压缩机5。第一压缩机5出口依次与合成气变换反应器6和脱硫净化装置7连接，第一压缩机5排出的合成气依次通过合成气变换反应器6和脱硫净化装置7。合成气变换反应器6用于调整合成气中H2和CO的比例，脱硫净化装置7用于分离脱除合成气中所含的H2S等硫成分。脱硫净化装置7的出口与液体燃料合成塔8入口连接，合成气进入液体燃料合成塔8。液体燃料合成塔8的液态产物出口与储油罐9连接，液体燃料合成塔8的气态产物出口与第一压缩机5的入口和尾气发电子***C连接。
液体燃料合成塔8用于进行甲醇合成和费托法合成等液体燃料合成反应，其气态产物从气态产物出口排出后分为两股，一股送至第一压缩机5，以实现未反应气的循环反应，另外一股送入进入尾气发电子***C，其液态产物将送至储油罐9中保存。
尾气发电子***C，利用液体燃料合成塔8的第二股气态产物进行燃烧驱动燃气作功循环发电，利用太阳能气化反应器1供给的烟气、合成气显热回收装置4供给的水蒸气以及燃气透平排出的烟气生产高温水蒸气，并驱动蒸汽循环发电作功。尾气发电子***C包括：第二压缩机10、燃烧室11、燃气透平12、余热锅炉13、蒸汽透平14、凝汽器15、给水泵16、低温烟气余热回收器17。
第二压缩机10与燃烧室11和燃气透平12依次连接。液体燃料合成塔8的一股气态产物送入燃烧室11。空气经第二压缩机10压缩后进入燃烧室11。压缩空气和气态产物在燃烧室11中燃烧，驱动燃气透平12作功。
燃气透平12的出口依次连接余热锅炉13的烟气端和低温烟气余热回收器17；余热锅炉13与蒸汽透平14、凝汽器15、给水泵16依次连接，构成蒸汽作功循环机组。燃气透平12排出的烟气由余热锅炉13的烟气端进入余热锅炉13。太阳能气化反应器1的烟气出口34与余热锅炉13的烟气入口连接，太阳能气化反应器1生成的烟气由烟气入口进入余热锅炉13。合成气显热回收装置4的蒸汽出口与余热锅炉13的蒸汽入口连接，合成气显热回收装置4生成的水蒸气进入余热锅炉13。余热锅炉13生产的高温水蒸气驱动蒸汽作功循环发电，由此实现***余热的高效利用并提高蒸汽透平14的作功能力。
低温烟气余热回收器17用于回收余热锅炉13排放的低温烟气余热，用来为干燥、供暖等热用户提供匹配的低温热源。
本公开通过驱动石油焦和生物质等固体燃料的气化反应，实现了太阳热能向燃料化学能的转化，并将提高太阳能的转化特性。利用高温太阳能提高气化反应所需的反应热，将减少固体燃料的自供热消耗量，进而提升了固体燃料的利用率。借助所提供的综合利用***，实现了液体燃料、电和热等多类型能源产品输出，有利于满足当前多元化的能源需求。
图2为本公开实施例的全天候的太阳能气化反应器的结构示意图。
太阳能气化反应器1包括：中空的圆柱形的壳体、上盖板、隔热板25、下底板、提升管反应段24、返料槽27、返料下降管28。
上盖板固定于壳体顶端；下底板固定于壳体底端；隔热板25固定于壳体内部，位于上盖板与下底板之间。
返料槽27安装于壳体内部，位于上盖板与隔热板25之间。返料槽27与上盖板、以及二者之间的壳体形成反应腔体18，上盖板设置有连通反应腔体18与合成气净化装置3的合成气出口30。
返料槽27与隔热板25、以及二者之间的壳体形成中间腔体。壳体内设置有提升管反应段24，提升管反应段24贯穿隔热板25，通过提升管反应段24壁面与返料槽27底部连接，与反应腔体18连通。提升管反应段24穿过储热腔体20，并与其进行紧密间壁式连接。下底板底部设有反应物入料口29，反应物入料口29与提升管反应段24连通。
提升管反应段24与壳体内壁之间设置有灰渣隔离板26将中间腔体分为灰渣及燃烧腔体19和受光腔体21。形成灰渣及燃烧腔体19的壳体设置有烟气出口34和灰渣出口31，其中，烟气出口34更靠近返料槽27，连接余热锅炉13的烟气入口。灰渣出口31更靠近隔热板25。形成受光腔体的壳体设置有上部入射光孔22，其与返料槽27位置对应。
隔热板25与下底板、以及二者之间的壳体形成储热腔体20。壳体还设置有下部入射光孔23，位于比上部入射光孔22更靠近下底板的位置，且该下部入射光孔23的上部对应受光腔体21，下部对应储热腔体20。储热腔体20内部填充熔盐或相变材料等蓄热材料，用于存储部分高温太阳能以维持稳定的热化学反应条件。根据实际需求，还可增设外置式蓄热工质罐，其填充有蓄热材料，通过管道和工质泵与所述储热腔体闭合连接，以提高储热容量。隔热板25用于在常规气化阶段，减少灰渣及燃烧腔体19向储热腔体20的热能传递，并促进固体残碳在灰渣及燃烧腔体19内进行稳定燃烧。
壳体内还设置有返料下降管28和空气管33。返料下降管28的上端出口直接与返料槽27底部进行连接，下端出口设置于灰渣及燃烧腔体19内，连通反应腔体18与灰渣及燃烧腔体19。下底板底部设有空气入口32，空气管33贯穿隔热板25并与空气入口32连接，连通外界与灰渣及燃烧腔体19。
太阳能集热镜场包括：第一定日镜场2和第二定日镜场2′，二者的镜场结构和集热面积等都将进行单独设计，能够提供不同温度等级的太阳热能。太阳能集热镜场还包括控制装置，用于对第一定日镜场2和第二定日镜场2′进行独立控制，并分别通过上部入射光孔22和下部入射光孔23将第一定日镜场2和第二定日镜场2′聚焦的太阳光线投射至太阳能气化反应器1中。
反应物入料口29外接反应物供应源和合成气显热回收装置4的蒸汽出口。反应物供应源提供固体燃料，合成气显热回收装置4提供水蒸气。固体燃料和水蒸气通过反应物入料口29送入提升管反应段24，并进入反应腔体18发生反应。优选地，反应物供应源带有调节装置，用于调节反应物的流速、流量等参数。通过调节反应物的通入速度和流量等参数控制反应物在反应腔体18中的喷动扰动状态，以提高反应动力学特性。
本公开实施例提供的全天候运行的太阳能气化反应器可以工作于两种工作模式，能够根据太阳能辐射量对太阳能气化反应器1的运行方式进行调整，具体如下：
在白天等太阳能资源充足时段，太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式，采用太阳能提供驱动固体燃料气化所需的反应热。
在夜间等无充足太阳能辐射时段，太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式，借助气化反应产生的残碳进行燃烧所产生的热量，作为驱动固体燃料气化所需的反应热，由此实现太阳能气化反应器的全天候稳定运行。
当工作于太阳能气化反应模式时，锁闭空气入口32，调节第一定日镜场2和第二定日镜场2′的聚焦位置，第二定日镜场2′所聚焦的光线通过下部入射光孔23加热提升管反应段24和储热腔体20，由此对送入的生物质等固体燃料进行初级加热并驱动其进行热解反应，另外通过储热腔体20储存部分高温太阳能；热解反应所产生的焦油和焦炭等热解反应产物继续通过提升管反应段24送入反应腔体18，同时第一定日镜场2将所聚焦的光线通过上部入射光孔22加热反应腔体18，并驱动热解反应产物进一步进行气化反应，最终产生的合成气等气体产物通过合成气出口30输出给合成气净化装置3，产生的残碳等固体废弃物通过返料槽27收集，并通过返料下降管28落入灰渣及燃烧腔体19中，最后通过灰渣出口31排出。
当太阳不稳定的运行时段，储热腔体20将释放所存储的高温热能以维持生物质等固体燃料进行稳定的气化反应。另外，还可调整第二定日镜场2′的聚焦位置，使其聚焦的部分光线通过上部入射光孔22为反应腔体18提供部分热能，以保证较高温度的气化反应条件。
当工作于常规气化反应模式时，关闭太阳能集热镜场、上部入射光孔22和下部入射光孔23，打开空气入口32，并将空气通入灰渣及燃烧腔体19，空气与残碳等固体废弃物发生燃烧反应产生高温热能，通过加热提升管反应段24和反应腔体18来驱动生物质等固体燃料进行热解和气化反应，燃烧所产生的灰渣通过灰渣出口31排出，所产生的烟气通过烟气出口34输出给尾气发电子***C。
由此可见，本公开提供的全天候运行的太阳能气化反应器，实现生物质等固体燃料的分解转化，提高燃料的利用效率，改善热化学转化的反应特性。通过合理调节定日镜场，将优化气化过程中的聚光集热特性，提高太阳能集热性能并提升太阳能的热化学转化效率。本公开能够借助储热装置来补充太阳能在瞬态变化时的热能不足，以维持稳定的反应条件，并保障生物质等固体燃料进行稳定和高效转化。本公开集成了太阳能驱动气化和进行常规气化两种运行供能，可以在夜间等时段继续保障生物质等固体燃料进行气化反应，由此可实现在全天候条件下装置的连续稳定运转。
本公开所适用的固体燃料不限于生物质，还可适用于但不限于石油焦、生物质、煤炭、石油焦、油页岩等各类固体燃料。液体燃料合成反应体系包括但不限于费托法合成柴油、合成甲醇、二甲醚和乙醇等。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围；
(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于全天候太阳能气化反应器的太阳能气化综合利用***，其特征在于，包括：
太阳能气化子***，通过太阳能气化反应和常规气化反应，用于全天候地生成合成气，并提供水蒸气和高温烟气；
液体燃料合成子***，用于对所述合成气进行处理得到液态产物和部分气态产物；
尾气发电子***，利用所述气态产物进行燃烧驱动燃气作功循环发电，利用所述高温烟气和水蒸气生产高温水蒸气并驱动蒸汽作功循环发电。
2.如权利要求1所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，所述太阳能气化子***包括：
全天候的太阳能气化反应器，用于通过太阳能气化反应和常规气化反应，全天候地生成合成气以及烟气；
太阳能集热镜场，用于提供所述太阳能气化反应所需的反应热；
合成气净化装置，接收所述太阳能气化反应器生成的合成气，清除合成气中的固体杂质；
合成气显热回收装置，接收所述合成气净化装置输出的合成气，回收合成气的高温显热并生成水蒸气，将合成气输出至所述液体燃料合成子***。
3.如权利要求1所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，所述液体燃料合成子***包括：
第一压缩机，用于压缩所述合成气；
合成气变换反应器，接收所述第一压缩机输出的合成气，调整所述合成气中H2和CO的比例；
脱硫净化装置，接收所述合成气变换反应器输出的合成气，分离脱除合成气中所含的硫成分；
液体燃料合成塔，接收所述脱硫净化装置输出的合成气，进行甲醇合成和费托法合成的液体燃料合成反应，生成第一股气态产物、第二股气态产物和液态产物，所述第一股气态产物送至第一压缩机，所述第二股气态产物送至所述尾气发电子***；
储油罐，用于存储所述液态产物。
4.如权利要求3所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，所述尾气发电子***包括：
第二压缩机、燃烧室、燃气透平，空气经所述第二压缩机压缩后进入所述燃烧室，压缩空气和第二股气态产物在所述燃烧室中燃烧，驱动所述燃气透平作功；
余热锅炉、蒸汽透平、凝汽器、以及给水泵构成蒸汽作功循环机组，所述余热锅炉接收所述太阳能气化子***生成的高温烟气和水蒸气、以及所述燃气透平排出的烟气，生产高温水蒸气并驱动蒸汽作功循环发电；
低温烟气余热回收器，用于回收所述余热锅炉排放的低温烟气余热。
5.如权利要求2所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，
所述太阳能气化反应器采用一体化分级气化反应结构，其内部形成有反应腔体、灰渣及燃烧腔体、受光腔体和储热腔体；
在太阳能资源充足时段，太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式，所述太阳能集热镜场用于提供反应热；在反应热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣；
在无充足太阳能辐射时段，太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式，空气与固体灰渣在所述灰渣及燃烧腔体中燃烧产生高温燃烧热，在高温燃烧热的驱动下反应物在所述反应腔体中发生气化反应，所述灰渣及燃烧腔体用于收集气化反应的固体灰渣。
6.如权利要求5所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，所述太阳能气化反应器包括：
中空的圆柱形的壳体；
上盖板，固定于所述壳体顶端；
下底板，固定于所述壳体底端；
隔热板，固定于所述壳体内部，位于所述上盖板与下底板之间；
返料槽，安装于所述壳体内部，位于所述上盖板与隔热板之间；
灰渣隔离板，固定于所述壳体内部，位于所述隔热板与返料槽之间；
所述返料槽与上盖板、以及壳体形成反应腔体，所述返料槽与隔热板、以及壳体形成中间腔体，所述中间腔体内设置有灰渣隔离板，将所述中间腔体分为受光腔体和灰渣及燃烧腔体；
所述壳体内设置有提升管反应段，所述提升管反应段贯穿所述隔热板，其上端与所述反应腔体连通；所述灰渣隔离板设置于所述提升管反应段与壳体内壁之间；形成灰渣及燃烧腔体的壳体设置有烟气出口和灰渣出口；所述上盖板设置有合成气出口；所述壳体内设置有返料下降管，其上端出口与返料槽底部连接，下端出口设置于所述灰渣及燃烧腔体内，连通所述反应腔体与灰渣及燃烧腔体。
7.如权利要求6所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，
形成受光腔体的壳体设置有上部入射光孔，其与所述返料槽位置对应；所述壳体还设置有下部入射光孔；所述下底板底部设有反应物入料口，所述提升管反应段下端与反应物入料口连通；
所述太阳能集热镜场包括：第一定日镜场和第二定日镜场；
当太阳能气化反应器工作于太阳能气化反应模式时，
所述第二定日镜场所聚焦的光线通过下部入射光孔加热提升管反应段，对反应物进行初级加热并驱动其进行热解反应；热解反应产物通过所述提升管反应段送入反应腔体，所述第一定日镜场将所聚焦的光线通过上部入射光孔进入受光腔体，将高温热源传递至反应腔体，并驱动热解反应产物进一步进行气化反应，产生的合成气通过合成气出口输出给合成气净化装置，产生的固体灰渣通过返料槽收集，并通过返料下降管落入灰渣及燃烧腔体中，通过灰渣出口排出。
8.如权利要求7所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，
所述太阳能气化反应器内部还形成有储热腔体，用于存储部分高温太阳能以维持稳定的气化反应条件；所述隔热板与下底板、以及壳体形成所述储热腔体；所述储热腔体内填充蓄热材料，或者，所述储热腔体通过管道和工质泵与外置式蓄热工质罐连接，所述外置式蓄热工质罐填充有蓄热材料，以提高储热容量；
所述第二定日镜场聚焦的部分光线通过下部入射光孔加热储热腔体；在太阳不稳定的运行时段，所述储热腔体释放所存储的高温热能以维持稳定的气化反应条件。
9.如权利要求6所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，所述壳体内设置有空气管，下底板底部设有空气入口，空气管贯穿隔热板并与空气入口连接，连通外界与灰渣及燃烧腔体。
10.如权利要求9所述的太阳能气化综合利用***，其特征在于，当太阳能气化反应器工作于常规气化反应模式时，打开空气入口，将空气通入灰渣及燃烧腔体，空气与固体灰渣发生燃烧反应产生高温热能，通过加热提升管反应段和返料槽驱动反应物进行热解和气化反应，产生的灰渣通过灰渣出口排出，产生的烟气通过烟气出口输出给尾气发电子***。
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