发明属于造纸黑液资源化利用技术领域,具体涉及一种造纸黑液超临界水气化发电系统及方法,包括进料机构、预热机构以及水气化反应机构,所述进料机构及预热机构之间设有换热机构一,所述水气化反应机构与透平机连通;所述透平机与换热机构一连接;透平后混合气通过分离、换热后导入发电机构,所述发电机构连通燃烧机构,燃烧机构与换热机构四连接,燃烧机构对预热机构和水气化反应机构供热。

本发明中水气化反应机构为采用超临界水气化技术处理湿生物质及有机废弃物，造纸黑液在经过超临界水气化后会产生高温高压的富氢合成气，通过合理设计发电系统实现对富氢合成气的高效利用，实现造纸黑液资源化利用的目标，实现了气化产物的高效利用和节能减排的发展目标，为造纸黑液超临界水气化技术未来的工业化利用提供参考数据和方案。

造纸工业的发展不仅与国家经济关系密切，也与社会文明建设紧密相关，近年来，伴随着国内生产总值的高速增长，我国纸及纸板的消费量也与日俱增，造纸工业废水中最主要的污染源是在制浆过程中产生的造纸黑液，黑液作为生物质能源，可利用其生产电能、热能和生物燃料，黑液气化技术被认为可替代传统的碱回收炉法，制浆过程中产生的黑液浓度较低（10-20wt%），需要消耗大量的能量用于蒸发，其次，碱盐在高温下熔融会带来严重的安全问题，因此，黑液气化联合循环发电是最直接和渐变的发展方向。黑液气化技术可以在纸浆厂发电，生产化学品或燃料二甲醚，合成天然气、甲醇、氢气或合成柴油，黑液气化是在还原条件下加压，生成的气体通常被称为合成气，包括氢气、一氧化碳、甲烷等；在《黑液气化技术研究进展》中指出，实现黑液利用过程中经济效益及资源价值最大化、环境污染最小化，是本领域技术人员的热点研究课题，现有技术中，通过控制运行温度和黑液中氧平衡分数，通过增加系统压力、提高黑液中氧平衡分数改变合成气中成分占比，进而保证较高的碳转换率和能源效率，得到输出能源占输入能源的比例为66%-74%；但现有技术通常需要对气化后产生的氢气进行分离后实现有效利用，而在此过程中会增加输入能源的消耗，因此，如何进一步对黑液处理过程中产生的能量有效利用进行研究。本法明在造纸黑液资源化利用技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：曹长青 李文昊

西安交通大学（Xi’an Jiaotong University），简称“西安交大”，位于陕西省西安市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学，由教育部与国家国防科技工业局共建，位列国家“双一流”， 首批进入国家“211工程”和“985工程”，是国家“七五”“八五”重点建设高校，入选“珠峰计划”“强基计划”“2011计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划，是环太平洋大学联盟、九校联盟（C9） 、中国大学校长联谊会、全球能源互联网大学联盟、中俄综合性大学联盟 、中俄交通大学联盟、CDIO工程教育联盟、丝绸之路大学联盟成员高校，是中国人工智能教育联席会理事长单位、学位授权自主审核单位，是中国三所开设少年班高校之一。

1）本发明中能量效率为84.6%，优于现有技术中66%-74%；

（2）系统产生的电能和蒸汽可满足纸浆厂的要求，能够直接应用于生产；除此之外，以黑液产量为350t/h导入系统，可对外输出189560 kW的电能，以及597346 kg·h-1的低压蒸汽；

（3）经水气化反应机构产生的氢气的能量在系统中直接转化为热能和电能，省去储存、运输的过程，优化生产系统；

（4）传统纸浆设备消耗的能量中约有37%来源于黑液的蒸发，而稀黑液（黑液的浓度为15±5wt%）在临界水环境下无需蒸发直接气化，节约蒸发能耗；

（5）省去从水气化混合气分离氢气的步骤，节约分离能耗；

（6）水气混合气本身具有高压，避免在进入透平机发电前的压缩所需高耗能；

（7）对黑液处理更彻底，整个过程不产生二次污染物，产生的CO2可以被捕集。

为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。