一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统，镁碳分离子系统的出口及空分装置的O2出口与碳/O2燃烧器的入口相连通，碳/O2燃烧器的出口与双燃烧锅炉透平发电机组中的第一锅炉相连通，第一锅炉的CO2出口与CO2压缩储存装置相连通；CO2压缩储存装置的出口及镁还原子系统的出口与镁/CO2燃烧器相连接；镁/CO2燃烧器与双燃烧锅炉透平发电机组中的第二锅炉相连通，第二锅炉的MgO、C排出口与镁碳分离子系统相连通；双燃烧锅炉透平发电机组的发电输出端与外界的电网相连接，盐酸制备子系统与镁碳分离子系统及镁还原子系统相连接，该系统能够在无煤可用时满足极端气候时的电网需求。的电网需求。的电网需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统


[0001]本技术属于安全、零排放发电
，涉及一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统。

技术介绍

[0002]由于风电和光伏发电具有间歇性、随机性和波动性，对电力系统的安全可靠性构成了巨大的挑战，特别是在极端气象条件下，风电和光伏发电受阻、储能电站无能可用，电力供应将面临巨大危机。
[0003]就目前技术而言，受成本限制，储能技术目前在风光发电在电源侧的作用限于消除小幅度和短时间功率波动，短期内无法做到按电网需求调节供电，在无煤可用时，更无法应对极端气候时的电力危机。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统，该系统能够在无煤可用时满足极端气候时的电网需求。
[0005]为达到上述目的，本技术所述的基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统包括发电子系统、镁碳分离子系统、镁还原子系统及盐酸制备子系统；
[0006]所述发电子系统包括双燃烧锅炉透平发电机组、碳/O2燃烧器、镁 /CO2燃烧器、空分装置及CO2压缩储存装置；
[0007]镁碳分离子系统的出口及空分装置的O2出口与碳/O2燃烧器的入口相连通，碳/O2燃烧器的出口与双燃烧锅炉透平发电机组中的第一锅炉相连通，第一锅炉的CO2出口与CO2压缩储存装置相连通；
[0008]CO2压缩储存装置的出口及镁还原子系统的出口与镁/CO2燃烧器相连接；镁/CO2燃烧器与双燃烧锅炉透平发电机组中的第二锅炉相连通，第二锅炉的MgO、C排出口与镁碳分离子系统相连通；
[0009]双燃烧锅炉透平发电机组的发电输出端与外界的电网相连接，盐酸制备子系统与镁碳分离子系统及镁还原子系统相连接。
[0010]所述镁碳分离子系统包括MgCl2生成及分离装置、碳储场及MgCl2储罐；
[0011]MgCl2生成及分离装置的输入端与第二锅炉的MgO、C排出口及盐酸制备子系统相连通，MgCl2生成及分离装置的MgCl2出口与MgCl2储罐的入口相连通，MgCl2储罐的出口与镁还原子系统相连通，MgCl2生成及分离装置的C出口与碳储场的入口相连通，MgCl2生成及分离装置的H2O出口与盐酸制备子系统相连通，碳储场的出口与碳/O2燃烧器的入口相连通。
[0012]所述镁还原子系统包括电解镁装置及Mg储罐；
[0013]电解镁装置的入口与MgCl2储罐的出口相连通，电解镁装置的Cl2出口与盐酸制备子系统相连通，电解镁装置的Mg出口与Mg储罐的入口相连通，Mg储罐的出口与镁/CO2燃烧器的入口相连通。
[0014]所述盐酸制备子系统包括盐酸生成装置及盐酸储罐；
[0015]电解镁装置的Cl2出口及MgCl2生成及分离装置的H2O出口与盐酸生成装置的入口相连通，盐酸生成装置的出口与盐酸储罐的入口相连通；盐酸储罐的出口与MgCl2生成及分离装置的入口相连通。
[0016]碳/O2燃烧器与镁/CO2燃烧器分时投运或同时投运。
[0017]CO2压缩储存装置上设置有用于接收外界CO2的接口。
[0018]本技术具有以下有益效果：
[0019]本技术所述的基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统在具体操作时，以单质或化合物形态形成固定顺序(Mg
→
MgO
→
MgCl2→
Mg)的封闭循环，生产过程中的镁无消耗；另外，双级储能中的一级Mg储能满足电网短期平稳供电，二级C储能可以无限期、无限量储存，保证极端气候条件下电力供应安全，继而在无煤可用时满足极端气候时的电网需求；另外，由于系统运行时消耗CO2，可以消解在“双碳”目标实施过程封存的大量CO2，缓解或消除其向环境泄漏的风险。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图。
[0021]其中，1为双燃烧锅炉透平发电机组、2为发电输出端、3为碳/O2燃烧器、4为镁/CO2燃烧器、5为MgO、C排出口、6为CO2出口、7为空分装置、8为CO2压缩储存装置、9为MgCl2生成及分离装置、10为MgCl2储罐、11为电解镁装置、12为Mg储罐、13为碳储场、14为盐酸生成装置、15为盐酸储罐。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本技术公开的概念。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
[0023]在附图中示出了根据本技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0024]参考图1，本技术所述的基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统包括发电子系统、镁碳分离子系统、镁还原子系统及盐酸制备子系统；
[0025]所述发电子系统包括双燃烧锅炉透平发电机组1、碳/O2燃烧器3、镁/CO2燃烧器4、空分装置7及CO2压缩储存装置8；镁碳分离子系统的出口及空分装置7的O2出口与碳/O2燃烧器3的入口相连通，碳/O2燃烧器3的出口与双燃烧锅炉透平发电机组1中的第一锅炉相连通，第一锅炉的CO2出口6与CO2压缩储存装置8相连通；CO2压缩储存装置8上设置有用于接收
外界CO2的接口，CO2压缩储存装置8的出口及镁还原子系统与镁/CO2燃烧器4相连接；镁/CO2燃烧器4与双燃烧锅炉透平发电机组1中的第二锅炉相连通，第二锅炉的MgO、C排出口5与镁碳分离子系统相连通；碳/O2燃烧器3与镁/CO2燃烧器4可分时或同时投运，双燃烧锅炉透平发电机组1的发电输出端2与外界的电网相连接；
[0026]所述镁碳分离子系统包括MgCl2生成及分离装置9、碳储场13及 MgCl2储罐10；MgCl2生成及分离装置9的输入端与第二锅炉的MgO、C 排出口5及盐酸制备子系统相连通，MgCl2生成及分离装置9的MgCl2出口与MgCl2储罐10的入口相连通，MgCl2储罐10的出口与镁还原子系统相连通，MgCl2生成及分离装置9的C出口与碳储场13的入口相连通， MgCl2生成及分离装置9的H2O出口与盐酸制备子系统相连通，碳储场13 的出口与碳/O2燃烧器3的入口相连通。
[0027]所述镁还原子系统包括电解镁装置11及Mg储罐12；电解镁装置11 的入口与MgCl2储罐10的出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统，其特征在于，包括发电子系统、镁碳分离子系统、镁还原子系统及盐酸制备子系统；所述发电子系统包括双燃烧锅炉透平发电机组(1)、碳/O2燃烧器(3)、镁/CO2燃烧器(4)、空分装置(7)及CO2压缩储存装置(8)；镁碳分离子系统的出口及空分装置(7)的O2出口与碳/O2燃烧器(3)的入口相连通，碳/O2燃烧器(3)的出口与双燃烧锅炉透平发电机组(1)中的第一锅炉相连通，第一锅炉的CO2出口(6)与CO2压缩储存装置(8)相连通；CO2压缩储存装置(8)的出口及镁还原子系统的出口与镁/CO2燃烧器(4)相连接；镁/CO2燃烧器(4)与双燃烧锅炉透平发电机组(1)中的第二锅炉相连通，第二锅炉的MgO、C排出口(5)与镁碳分离子系统相连通；双燃烧锅炉透平发电机组(1)的发电输出端(2)与外界的电网相连接，盐酸制备子系统与镁碳分离子系统及镁还原子系统相连接。2.根据权利要求1所述的基于镁还原二氧化碳的双级储能发电系统，其特征在于，所述镁碳分离子系统包括MgCl2生成及分离装置(9)、碳储场(13)及MgCl2储罐(10)；MgCl2生成及分离装置(9)的输入端与第二锅炉的MgO、C排出口(5)及盐酸制备子系统相连通，MgCl2生成及分离装置(9)的MgCl2出口与MgCl2储罐(10)的入口相连通，MgCl2储罐(10)的出口与镁还原子系统相连通，MgC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓冰，罗志，董陈，张波，鲁晓宇，李明皓，白永岗，向小凤，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：