【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳储能利用，尤其涉及一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统。
技术介绍
1、为实现全球可持续发展，减少温室气体排放成为国际社会的共识。二氧化碳作为世界公认的温室气体主要来源，是导致全球变暖的主要原因，为了解决碳排放量过大造成的全球变暖问题，欧美国家提出了碳捕获与封存技术(carbon capture and storage，简称ccs)。ccs是一种将排放到大气之中的co2通过一系列的技术手段捕集起来，经过处理之后再注入到地层中再封存起来，从而降低co2排放量的技术。然而，由于ccs单一的捕集封存技术成本高昂，无法进行大规模应用，同时ccs的项目收益得不到具体的现实体现，因此在ccs的基础上，拓展出了碳捕获、利用与封存技术(carbon capture utilization andstorage，简称ccus)。与ccs项目相比，ccus多了利用co2这一环节，而且ccus项目优点在于实现了co2的资源化利用，能带来具体的现实收益。
2、但是，随着技术的展开，如何利用被捕集的二氧化碳成为一个待解决的问题，鉴于co2良好的物性特征，使用二氧化碳代替空气成为压缩气体储能的介质成为可能。然而，现有技术中，二氧化碳的封存方式单一，封存成本较高，而且并没有借助二氧化碳进行储能发电以实现可再生能源并网和电网蓄能调峰的设备，同时，封存后的二氧化碳的利用率较低。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，用以解决现有技术中存在的二
2、本专利技术提供一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，包括：储能发电单元和甲醇制备单元，所述储能发电单元配置为接收外部输入的二氧化碳，并对外供热和输出电能，所述甲醇制备单元配置为接收外部输入的氢气和所述储能发电单元输出的二氧化碳，并制备甲醇；
3、其中，所述储能发电单元包括：第一存储罐、二氧化碳压缩机、第一换热器和二氧化碳膨胀机，所述第一存储罐配置为接收并存储外部输入的二氧化碳，所述二氧化碳压缩机配置为接收并压缩来自所述第一存储罐的二氧化碳，所述第一换热器配置为接收来自所述二氧化碳压缩机的二氧化碳并对外供热，所述二氧化碳膨胀机配置为接收来自所述第一换热器的二氧化碳并对外供电。
4、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述储能发电单元还包括：第二存储罐、蒸发器和第二换热器，所述第二存储罐、所述蒸发器和所述第二换热器依次设置在所述第一换热器和所述二氧化碳膨胀机之间，其中，所述第二存储罐配置为接收并存储来自所述第一换热器的二氧化碳，所述蒸发器配置为接收并气化来自所述第二存储罐的二氧化碳，所述第二换热器配置为接收来自所述蒸发器的二氧化碳并对外供冷，所述第二换热器的二氧化碳能够供给至所述二氧化碳膨胀机。
5、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇制备单元包括：氢气压缩机、甲醇反应器、高压分离罐、低压分离罐和甲醇精馏塔，
6、其中，所述氢气压缩机配置为接收并压缩外部输入的氢气，所述甲醇反应器配置为接收来自所述氢气压缩机的氢气和来自所述储能发电单元的二氧化碳，并生成混合气体，所述甲醇反应器、所述高压分离罐、所述低压分离罐和所述甲醇精馏塔依次流体连通，所述甲醇反应器产生的所述混合气体依次经过所述高压分离罐和所述低压分离罐分离后进入所述甲醇精馏塔。
7、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇制备单元还包括：第三换热器，其中，所述第三换热器配置为接收并预热来自所述氢气压缩机的氢气和来自所述储能发电单元的二氧化碳，所述第三换热器能够将预热后的氢气和二氧化碳供给至所述甲醇反应器。
8、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇反应器生成的所述混合气体能够进入所述第三换热器，以对来自所述氢气压缩机的氢气和来自所述第二存储罐的二氧化碳预热。
9、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇制备单元还包括：第四换热器，所述第四换热器设置在所述第三换热器和所述高压分离罐之间，所述第四换热器配置为接收并制冷来自所述第三换热器的所述混合气体，并将制冷后的所述混合气体供给至所述高压分离罐。
10、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇制备单元还包括：减压阀，其中，所述减压阀设置在所述高压分离罐和所述低压分离罐之间，所述减压阀配置为将所述高压分离罐的液相产物减压后输送至所述低压分离罐。
11、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述高压分离罐和所述低压分离罐产生的气相产物至少部分地回流至所述甲醇反应器；
12、所述高压分离罐和所述低压分离罐产生的气相产物至少部分地作为驰放气被排放至外界。
13、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述甲醇制备单元还包括：压力泵和第五换热器，所述压力泵和所述第五换热器依次设置在所述低压分离罐和所述甲醇精馏塔之间，所述压力泵配置为接收来自所述低压分离罐的液相产物，所述第五换热器配置为接收并预热来自所述压力泵的液相产物，并将预热后的液相产物供给至所述甲醇精馏塔。
14、根据本专利技术提供的一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，所述二氧化碳膨胀机配置为对所述氢气压缩机供电。
15、本专利技术提供的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，可以将捕获的二氧化碳存储起来，之后通过输入风光弃电或工业低谷电，能够将电能以二氧化碳内能的形式进行储存，然后在用电高峰时释放二氧化碳内能并进行发电，实现可再生能源并网和电网蓄能调峰，同时系统运行伴随热量输出也可实现对外供热。而且该系统中接收的二氧化碳能够和外界输送的氢气共同制备甲醇，可以降低二氧化碳的封存压力，提高其利用率，并增加甲醇产量。
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1.一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，包括：储能发电单元和甲醇制备单元，所述储能发电单元配置为接收外部输入的二氧化碳，并对外供热和输出电能，所述甲醇制备单元配置为接收外部输入的氢气和所述储能发电单元输出的二氧化碳，并制备甲醇；
2.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述储能发电单元还包括：第二存储罐、蒸发器和第二换热器，所述第二存储罐、所述蒸发器和所述第二换热器依次设置在所述第一换热器和所述二氧化碳膨胀机之间，其中，所述第二存储罐配置为接收并存储来自所述第一换热器的二氧化碳，所述蒸发器配置为接收并气化来自所述第二存储罐的二氧化碳，所述第二换热器配置为接收来自所述蒸发器的二氧化碳并对外供冷，所述第二换热器的二氧化碳能够供给至所述二氧化碳膨胀机。
3.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元包括：氢气压缩机、甲醇反应器、高压分离罐、低压分离罐和甲醇精馏塔，
4.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元还
5.根据权利要求4所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇反应器生成的所述混合气体能够进入所述第三换热器，以对来自所述氢气压缩机的氢气和来自所述储能发电单元的二氧化碳预热。
6.根据权利要求5所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元还包括：第四换热器，所述第四换热器设置在所述第三换热器和所述高压分离罐之间，所述第四换热器配置为接收并制冷来自所述第三换热器的所述混合气体，并将制冷后的所述混合气体供给至所述高压分离罐。
7.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元还包括：减压阀，其中，所述减压阀设置在所述高压分离罐和所述低压分离罐之间，所述减压阀配置为将所述高压分离罐的液相产物减压后输送至所述低压分离罐。
8.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述高压分离罐和所述低压分离罐产生的气相产物至少部分地回流至所述甲醇反应器；
9.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元还包括：压力泵和第五换热器，所述压力泵和所述第五换热器依次设置在所述低压分离罐和所述甲醇精馏塔之间，所述压力泵配置为接收来自所述低压分离罐的液相产物，所述第五换热器配置为接收并预热来自所述压力泵的液相产物，并将预热后的液相产物供给至所述甲醇精馏塔。
10.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述二氧化碳膨胀机配置为对所述氢气压缩机供电。
...【技术特征摘要】
1.一种利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，包括：储能发电单元和甲醇制备单元，所述储能发电单元配置为接收外部输入的二氧化碳，并对外供热和输出电能，所述甲醇制备单元配置为接收外部输入的氢气和所述储能发电单元输出的二氧化碳，并制备甲醇；
2.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述储能发电单元还包括：第二存储罐、蒸发器和第二换热器，所述第二存储罐、所述蒸发器和所述第二换热器依次设置在所述第一换热器和所述二氧化碳膨胀机之间，其中，所述第二存储罐配置为接收并存储来自所述第一换热器的二氧化碳，所述蒸发器配置为接收并气化来自所述第二存储罐的二氧化碳，所述第二换热器配置为接收来自所述蒸发器的二氧化碳并对外供冷，所述第二换热器的二氧化碳能够供给至所述二氧化碳膨胀机。
3.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元包括：氢气压缩机、甲醇反应器、高压分离罐、低压分离罐和甲醇精馏塔，
4.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇制备单元还包括：第三换热器，其中，所述第三换热器配置为接收并预热来自所述氢气压缩机的氢气和来自所述储能发电单元的二氧化碳，所述第三换热器能够将预热后的氢气和二氧化碳供给至所述甲醇反应器。
5.根据权利要求4所述的利用二氧化碳储能发电并制备甲醇的系统，其特征在于，所述甲醇反应器生成的所述混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：越云凯，张振涛，郝佳豪，李亚南，张家俊，郑平洋，于泽，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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