一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统，系统包括干冰制造机、干冰储罐、液态二氧化碳泵、压缩机和低温风机。干冰储罐与干冰制造机的进出口连接，干冰储罐通过二氧化碳液体管路与低温液态二氧化碳发电装置连接，通过低温二氧化碳气体管路与低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置连接。液态二氧化碳到干冰制造机制成干冰送回至干冰储罐储存。低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置进行低温发电，低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路到低温二氧化碳气体用户和低温二氧化碳气体发电装置。本发明专利技术以二氧化碳为工作介质，用于低温发电和其它低温用途，有效的存储并利用能量，实现了能量的灵活调节利用。

【技术实现步骤摘要】
一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统
本专利技术属于储能和供能
，涉及一种以二氧化碳为载体的能源供应的方法和系统。
技术介绍
随着社会的发展进步、人口数量的增多，人们对于电、热、冷能的需求越来越高，电、热、冷能的需求量随时间的变化越来越复杂。如何利用二氧化碳为载体实现供能系统的储能和供能，提高能源的利用率，减少能量的浪费，是供能系统面临的重要挑战。储能技术可以实现能量的有效存储，并在需要时完成能量的高效率释放。利用储能技术，供能系统可以随时将富余能源转化为冷能，利用二氧化碳进行低温存储，从而有效减少能源的浪费。以二氧化碳为工作介质储能供能系统较为少见。二氧化碳是一种无毒、不易燃、密度高、临界点适宜(临界温度Tc＝31.1℃，临界压力Pc＝7.38*106Pa)的流体，具有较好的流动性和传输特性，常被用于制冷、化工等领域。但从总体上来看，目前对于二氧化碳的开发和利用还不够。因此，有必要进一步提高二氧化碳的应用价值，拓宽二氧化碳的利用潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以二氧化碳为载体的能源供应方法，有效利用富余电能实现能量存储，并据用户需求输出冷能,用于低温发电和其它低温用途，灵活调节能量，本专利技术的另一目的是提供一种以二氧化碳为载体的能源供应系统。本专利技术的技术方案是：以二氧化碳为载体的能源供应方法，利用二氧化碳为载体的能源供应系统，从干冰储罐输出液态二氧化碳到干冰制造机制成干冰，送回至干冰储罐储存。干冰储罐中有干冰、液态二氧化碳和低温气态二氧化碳。干冰储罐输出液态二氧化碳和低温气态二氧化碳，低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置进行低温发电，发电后的高温二氧化碳气体经压缩机压缩，通过高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间，另一部分进入内壁循环管降温后经低温风机、循环管和循环二氧化碳入口返回干冰储罐。低温风机出口部分低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路到低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置进行低温利用，经低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置使用后变成的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。低温二氧化碳气体用户包括工业制冷、民用制冷装置、家用制冷装置、家用制冷空调、食品低温保鲜及贮藏。干冰储罐输出液态二氧化碳和/或低温二氧化碳气体，液态二氧化碳到低温液态二氧化碳发电装置进行发电，低温二氧化碳气体至低温二氧化碳气体用户进行低温利用和/或至低温二氧化碳气体发电装置进行发电；干冰储罐的液态二氧化碳通过干冰制造机制造干冰，并从干冰储罐顶部加入，干冰制造机能够制造多种粒径、多种形状的干冰。干冰储罐具有三种状态：二氧化碳液固混合状态，二氧化碳液、固、气状态，绝大部分为固态只有少量液态和气态二氧化碳。干冰储罐内可以充满整个循环管路。干冰储罐为高压操作或低压操作，利用低温液态二氧化碳通过低温液态二氧化碳发电装置发电时干冰储罐为高压操作，利用低温二氧化碳气体为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为低压操作。低温液态二氧化碳发电装置发电的同时，低温二氧化碳气体发电装置发电和为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为高压操作。低压操作的压力：0.001～25MPa,高压操作的压力为0.05～1000MPa。系统中补充的二氧化碳的浓度为15%～99.9999%中合适的浓度。本专利技术以二氧化碳为载体的能源供应系统，包括干冰制造机、干冰储罐、压缩机、液态二氧化碳泵和低温风机。系统设有低温液态二氧化碳发电装置和/或气体用户，气体用户为低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置。干冰储罐设有液态二氧化碳上部出口、液态二氧化碳下部出口、循环二氧化碳入口、高温二氧化碳气体入口、低温二氧化碳气体出口和干冰入口。干冰储罐的内部设有内壁循环管，外部设有循环管。内壁循环管可以布置在整个干冰储罐内，也可以布置在干冰储罐一部分空间内，循环管外壁可以和干冰储罐内的干冰、液态二氧化碳或气态二氧化碳进行冷量交换。液态二氧化碳上部出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口，液态二氧化碳泵出口分为两路，一路连接到干冰制造机，另一路通过二氧化碳液体管路连接到低温液态二氧化碳发电装置，两路分别设有阀门。干冰制造机连接到干冰入口，低温液态二氧化碳发电装置通过压缩机连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体入口分为两路，一路通过支路通入干冰储罐内，另一路通过内壁循环管连接到低温风机。低温风机出口一路通过循环管连接到循环二氧化碳入口，从而通过进入干冰储罐上部空间，另一路通过低温二氧化碳气体管路连接到低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置，连接管路设有阀门。低温二氧化碳气体用户出口和/或低温二氧化碳气体发电装置出口通过压缩机和高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口。系统设有干冰过滤器和气液分离器，低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。进入罐体上部的高温二氧化碳气体和从循环管通过罐体上部入口进入的低温二氧化碳气体混合后，通过罐体内的干冰或液态二氧化碳进行冷却后形成的低温二氧化碳气体从出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。液态二氧化碳上部出口设有伸缩吸液管，伸缩吸液管插入干冰储罐的液态区。低温液态二氧化碳发电装置设有发电机、膨胀机、蒸发器、冷凝器和循环泵，膨胀机的工质出口通过冷凝器与循环泵连接，循环泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。发电机与膨胀机同轴连接。干冰储罐液态二氧化碳出口通过冷凝器连接到压缩机，压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口。工质为氟利昂、丙烷、丁烷、溴化锂或无氟制冷剂。系统中的低温液态二氧化碳和低温二氧化碳气体可以由输送管道长距离输送，利于储存二氧化碳。用长距离输送管道连接系统中相距0～1000公里之间的众多干冰储罐，形成二氧化碳能量输出、储存的全覆盖网络化布置。图1的系统可以包括多条的液态二氧化碳低温发电回路和低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置回路，输送管道的外部都设置有绝热保温层。所有系统采用智能控制。系统设有多条二氧化碳储能利用循环回路，输送管道的外部都设置有保温层。干冰储罐的内层为耐低温钢，外层为保温层，内层和外层之间设有绝热材料。系统设有高温二氧化碳气体用户和二氧化碳补充管路，高温二氧化碳气体用户连接在低温二氧化碳气体用户和/或低温液态二氧化碳发电装置的出口，二氧化碳补充管路连接在干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体用户为各类化工厂、机械厂、家用食品保鲜、工业用食品保鲜需要的场所、消防和立体农场、二氧化碳填埋场所和其它二氧化碳需要的场所、核电厂和其它常规电厂用于余热回收和其它二氧化碳需要的场所。通过二氧化碳补偿管路（31）的二氧化碳气体的来源包括碳酸岩煅烧产生的二氧化碳气体的提纯，其它燃烧过程产生的二氧化碳气体的提纯和其它的化工过程产生的二氧化碳提纯。补充管路可以长距离铺设，连接分布的网络化的各个干冰储罐。干冰储罐的内层为耐低温材料，如耐低温钢，外层为保温层，内层和外层之间设有绝热材料；所述保温材料为混凝土、膨胀珍珠岩、保温砖或复合保温层。罐体具有钢筋混凝土结构或金属结构，也可以是它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以二氧化碳为载体的能源供应方法，利用二氧化碳为载体的能源供应系统，从干冰储罐（2）输出液态二氧化碳到干冰制造机（1）制成干冰，送回至干冰储罐储存；所述干冰储罐中有干冰、液态二氧化碳和低温气态二氧化碳；其特征是：所述干冰储罐输出液态二氧化碳和低温气态二氧化碳，低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置（9）进行液态低温发电，发电后的高温二氧化碳气体经压缩机（11）压缩，通过高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐；进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间，另一部分进入内壁循环管（19）降温后经低温风机（24）、循环管（13）和循环二氧化碳入口（20）返回干冰储罐；低温风机（24）出口部分低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路（17）到低温二氧化碳气体用户（10）和/或低温二氧化碳气体发电装置（28）进行低温利用，经低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置使用后变成的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。

【技术特征摘要】
1.一种以二氧化碳为载体的能源供应方法，利用二氧化碳为载体的能源供应系统，从干冰储罐（2）输出液态二氧化碳到干冰制造机（1）制成干冰，送回至干冰储罐储存；所述干冰储罐中有干冰、液态二氧化碳和低温气态二氧化碳；其特征是：所述干冰储罐输出液态二氧化碳和低温气态二氧化碳，低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置（9）进行液态低温发电，发电后的高温二氧化碳气体经压缩机（11）压缩，通过高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐；进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间，另一部分进入内壁循环管（19）降温后经低温风机（24）、循环管（13）和循环二氧化碳入口（20）返回干冰储罐；低温风机（24）出口部分低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路（17）到低温二氧化碳气体用户（10）和/或低温二氧化碳气体发电装置（28）进行低温利用，经低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置使用后变成的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。2.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法，其特征是：所述低温二氧化碳气体用户（10）包括工业制冷和民用制冷装置。3.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法，其特征是：所述干冰储罐（2）输出液态二氧化碳和/或低温二氧化碳气体，液态二氧化碳到低温液态二氧化碳发电装置（9）进行发电，低温二氧化碳气体至低温二氧化碳气体用户（10）进行低温利用和/或低温二氧化碳气体发电装置进行低温利用；干冰储罐的液态二氧化碳通过干冰制造机（1）制造干冰，并从干冰储罐顶部加入，干冰制造机能够制造多种粒径、多种形状的干冰。4.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法，其特征是：所述干冰储罐为高压操作或低压操作，利用低温液态二氧化碳通过低温液态二氧化碳发电装置发电时干冰储罐为高压操作，利用低温二氧化碳气体为低温二氧化碳气体用户（10）提供冷源服务时为低压操作；低温液态二氧化碳发电装置发电的同时，低温二氧化碳气体发电装置发电和/或为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为高压操作；低压操作的压力：0.001～25MPa,高压操作的压力为0.05～1000MPa；所述系统中补充的二氧化碳的浓度为15%～99.9999%中合适的浓度。5.一种以二氧化碳为载体的能源供应系统，包括干冰制造机（1）、干冰储罐（2）、压缩机（11）、液态二氧化碳泵（27）和低温风机（24），其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾会平，
申请(专利权)人：石家庄新华能源环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13