基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统技术方案

本发明专利技术涉及二氧化碳发电技术领域，具体涉及一种基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，包括：依次连接的第一热化学反应器、高温透平机；还包括：第二热化学反应器，其管层入口端和壳层入口端均与所述高温透平机的出口端连通；所述第一热化学反应器内填充有二氧化碳可逆释放材料，所述第二热化学反应器内填充有二氧化碳可逆吸收材料。对多余的二氧化碳进行存储处理，对于纯二氧化碳的处理难度和能耗远低于对废气中的二氧化碳的处理。同时通过基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统对二氧化碳进行存储的过程中还能够带动高温透平机运转发电，对废气中的能量充分利用，能够大大降低火电厂中对二氧化碳废气处理时的能耗。火电厂中对二氧化碳废气处理时的能耗。火电厂中对二氧化碳废气处理时的能耗。

【技术实现步骤摘要】
基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统


[0001]本专利技术涉及二氧化碳发电
，具体涉及一种基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统。

技术介绍

[0002]在传统的能源行业中，二氧化碳的大量排放造成了严重的环境问题。在全球范围内，二氧化碳的大型排放源主要为电厂排放源和其它工业排放源。其中，以化石燃料为主要能源的火电厂是最大的二氧化碳固定排放源，在电力生产过程中向大气排放了大量的二氧化碳，电厂烟道气中二氧化碳占总的碳排放量的37.5％。
[0003]现有技术为了减少火电厂的碳排放，通常采用基于乙醇胺(MEA)的化学吸收法脱碳技术对电厂排放的废气进行脱碳处理，造成大量的低品位废热。采用钙循环对传统火电进行脱碳时，由于钙基颗粒的热化学反应的反应温度过高，需要发电系统对脱碳系统进行热能输出，造成大量的能效损失。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的火电厂对排放的废气进行脱碳处理时需要输入大量热能，导致有效能源浪费的缺陷，从而提供一种基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，包括：依次连接的第一热化学反应器、高温透平机；
[0006]还包括：第二热化学反应器，其管层入口端和壳层入口端均与所述高温透平机的出口端连通；
[0007]所述第一热化学反应器内填充有二氧化碳可逆释放材料，所述第二热化学反应器内填充有二氧化碳可逆吸收材料。
[0008]可选地，还包括第二换热器，其换热侧与所述第二热化学反应器的壳层连通以与所述第二热化学反应器的管层进行热交换，其送热侧与蒸汽透平机的两端连通，所述第二换热器与所述蒸汽透平机之间连接有水储罐。
[0009]可选地，所述高温透平机与所述蒸汽透平机之间轴连接。
[0010]可选地，所述第一热化学反应器壳层的进出口两侧连通有第一换热器。
[0011]可选地，所述第一热化学反应器的管层的入口端还连接有二氧化碳储罐，所述第二热化学反应器的管层出口端连通在所述第一热化学反应器与所述二氧化碳储罐之间。
[0012]可选地，所述二氧化碳可逆释放材料为BaCO3、SrCO3、Li2CO3、CaCO3、钙钛矿氧化物中的一种或多种。
[0013]可选地，所述二氧化碳可逆吸收材料为CaO、MgO、ZnO、PbO、钙钛矿氧化物、沸石中的一种或多种。
[0014]可选地，所述二氧化碳储罐出口端安装气压调节装置。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]1.本专利技术提供的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，包括：依次连接的第一热化学反应器、高温透平机；还包括：第二热化学反应器，其管层入口端和壳层入口端均与所述高温透平机的出口端连通；所述第一热化学反应器内填充有二氧化碳可逆释放材料，所述第二热化学反应器内填充有二氧化碳可逆吸收材料。
[0017]基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统接入当火电厂的火力发电系统中时，联合发电系统储能过程中，火电厂的废气余热被输送到第一热化学反应器中，使得第一热化学反应器内的二氧化碳可逆释放材料填充物质发生碳酸盐吸热分解反应，并生成固态氧化物留在第一热化学反应器内，产生的高温二氧化碳直接驱动高温透平发电，此时第二热化学反应器管层入口端与高温透平机之间的管路打开，第二热化学反应器壳层入口端与高温透平机之间的管路关闭，高温透平机出口的二氧化碳进入到第二热化学反应器的管层，与第二热化学反应器内的氧化碳可逆吸收材料发生反应，对二氧化碳进行吸收生产碳酸盐储存在第二热化学反应器内。联合发电系统释能过程中，火电厂中带有二氧化碳的废气作为气源直接通入到第一热化学反应器内，其中二氧化碳与第一热化学反应器内的材料反应被吸收，反应过程放热将剩余的废气加热升温，将升温后的废气通入到高温透平机中进行发电，此时第二热化学反应器管层入口端与高温透平机之间的管路关闭，第二热化学反应器壳层入口端与高温透平机之间的管路打开，从高温透平机中输出的气体进入到第二热化学反应器的壳层，对第二热化学反应器加热，使得第二热化学反应器内在储能过程中吸收了二氧化碳的可逆吸收材料发生吸热分解反应，释放出二氧化碳。待第一热化学反应器和第二热化学反应器内部的填充物均恢复到初始状态后，释能过程结束。对多余的二氧化碳进行存储处理，对于纯二氧化碳的处理难度和能耗远低于对废气中的二氧化碳的处理。同时通过基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统对二氧化碳进行存储的过程中还能够带动高温透平机运转发电，对废气中的能量充分利用，能够大大降低火电厂中对二氧化碳废气处理时的能耗。
[0018]2.本专利技术提供的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，还包括第二换热器，其换热侧与所述第二热化学反应器的壳层连通以与所述第二热化学反应器的管层进行热交换，其送热侧与蒸汽透平机的两端连通，所述第二换热器与所述蒸汽透平机之间连接有水储罐。在储能过程中，利用第二换热器将第二热化学反应器中反应产生的热量吸收利用，使水储罐内的水形成蒸汽驱动蒸汽透平机运转发电，能够进一步提升联合发电系统中的发电效率，降低对二氧化碳处理时所消耗的外部能耗。
[0019]3.本专利技术提供的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，所述高温透平机与所述蒸汽透平机之间轴连接。通过将高温透平机与蒸汽透平机联动发电，能够提升系统整体的发电效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术的实施方式中提供的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统的示意图。
[0022]附图标记说明：1、第一热化学反应器；2、第二热化学反应器；3、高温透平机；4、蒸汽透平机；5、第一换热器；6、第二换热器；7、水储罐；8、二氧化碳储罐。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，其特征在于，包括：依次连接的第一热化学反应器(1)、高温透平机(3)；还包括：第二热化学反应器(2)，其管层入口端和壳层入口端均与所述高温透平机(3)的出口端连通；所述第一热化学反应器(1)内填充有二氧化碳可逆释放材料，所述第二热化学反应器(2)内填充有二氧化碳可逆吸收材料。2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，其特征在于，还包括第二换热器(6)，其换热侧与所述第二热化学反应器(2)的壳层连通以与所述第二热化学反应器(2)的管层进行热交换，其送热侧与蒸汽透平机(4)的两端连通，所述第二换热器(6)与所述蒸汽透平机(4)之间连接有水储罐(7)。3.根据权利要求2所述的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，其特征在于，所述高温透平机(3)与所述蒸汽透平机(4)之间轴连接。4.根据权利要求1至3任一项所述的基于二氧化碳的热化学储能联合发电系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛志伟，陈海生，王亮，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：