二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法技術方案

本發明專利技術提供了一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法，壓縮機的輸入端口用于接收富含二氧化碳的氣體，壓縮機的輸出端口與冷卻器的輸入端口通過管道連通，冷卻器的輸出端口與氣液分離罐的輸入端口通過管道連通；氣液分離罐的液體輸出端口與液態二氧化碳收集罐的輸入端口通過管道連通，氣液分離罐的氣體輸出端口與儲氣罐的輸入端口通過管道連通；儲氣罐的輸出端口與回熱器的輸入端口通過管道連通，回熱器的輸出端口與透平的輸入端口通過管道連通，透平的輸出端口用于排除二氧化碳濃度低的氣體；本發明專利技術可將二氧化碳液化，以便于進一步儲存和利用；二氧化碳濃度較低的其它高壓氣體可作為壓縮空氣儲能介質用于發電或驅動其它設備?；蝌寗悠渌O備?；蝌寗悠渌O備。

【技術實現步驟摘要】
二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法


[0001]本專利技術涉及氣體收集和儲能
，特別涉及一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法。

技術介紹

[0002]本部分的陳述僅僅是提供了與本專利技術相關的
技術介紹
，并不必然構成現有技術。
[0003]能源是經濟社會發展的重要物質基礎，也是碳排放的最主要來源；在能源行業尤其是火電行業中，燃燒后的煙氣含有大量二氧化碳；如何捕捉和收集二氧化碳是目前一個重要研究方向。
[0004]目前二氧化碳捕捉和收集的主要方式有兩種：一種方式是將二氧化碳與煙氣中其它氣體分開，然后經壓縮液態后保存；另一種方式是利用化學吸收法將二氧化碳和吸收劑反應生成固定二氧化碳，但上述兩種方式均存在系統復雜和造價較高的問題，而且上述方式無法對二氧化碳收集量進行準確的計算。

技術實現思路

[0005]為了解決現有技術的不足，本專利技術提供了一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法，可用于收集富含二氧化碳氣體中的部分二氧化碳，并將二氧化碳液化，以便于進一步儲存和利用；同時二氧化碳濃度較低的其它高壓氣體可作為壓縮空氣儲能介質，在合適的條件下用于發電或驅動其它設備。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
[0007]本專利技術第一方面提供了一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統。
[0008]一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統，包括：壓縮機、冷卻器、氣液分離罐、液態二氧化碳收集罐、儲氣罐、回熱器和透平；
[0009]壓縮機的輸入端口用于接收富含二氧化碳的氣體，壓縮機的輸出端口與冷卻器的輸入端口通過管道連通，冷卻器的輸出端口與氣液分離罐的輸入端口通過管道連通；
[0010]氣液分離罐的液體輸出端口與液態二氧化碳收集罐的輸入端口通過管道連通，氣液分離罐的氣體輸出端口與儲氣罐的輸入端口通過管道連通；
[0011]儲氣罐的輸出端口與回熱器的輸入端口通過管道連通，回熱器的輸出端口與透平的輸入端口通過管道連通，透平的輸出端口用于排除二氧化碳濃度低的氣體。
[0012]作為可選的一種實現方式，壓縮機與電動機電連接，發電機與透平電連接。
[0013]作為可選的一種實現方式，壓縮機與異步電機連接，異步電機與發電機連接。
[0014]作為可選的一種實現方式，壓縮機包括多臺串聯連接的子壓縮機。
[0015]本專利技術第二方面提供了一種第一方面所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統的工作方法，包括以下過程：
[0016]富含二氧化碳的氣體被壓縮機壓縮后，氣體內的二氧化碳的分壓力為提高到一定值，對照二氧化碳溫度與液化壓力對應表，得出此分壓力下二氧化碳液化溫度，壓縮后的高
壓氣體經過冷卻器減溫至低于所述二氧化碳液化溫度，此時低溫高壓蒸汽中有二氧化碳開始液化；
[0017]經氣液分離罐的氣液分離后，部分液化的二氧化碳進入液態二氧化碳收集罐，其它高壓氣體作為壓縮空氣儲能介質被封裝在儲氣罐中；
[0018]儲氣罐中的氣體作為壓縮空氣儲能介質，在需要時，利用回熱器加熱，推動透平做功發電，或用于推動其他設備的驅動透平，或者推動透平帶動壓縮機。
[0019]作為可選的一種實現方式，壓縮機將富含二氧化碳的氣體利用壓縮機提升壓力至P1，富含二氧化碳的氣體種二氧化碳濃度比例為n1；
[0020]壓縮后氣體內的二氧化碳的分壓力為P2＝n1*P1，對照二氧化碳溫度與液化壓力對應表，得出分壓力P2下二氧化碳的液化溫度為T2；
[0021]壓縮后的高壓氣體經過冷卻器減溫至T3，對照二氧化碳溫度與液化壓力對應表，得出此溫度下二氧化碳的分壓力為P3，此冷卻過程中部分二氧化碳會液化成液態，氣體整體因失去部分二氧化碳而使壓力從P1降至P4，P4為低溫狀態下氣體的壓力值，此時系統中二氧化碳的濃度比例為n2＝P3/P4；
[0022]根據富含二氧化碳的氣體總量、n1和n2得到二氧化碳收集量。
[0023]作為可選的一種實現方式，P1大于或等于7.39MPa。
[0024]作為可選的一種實現方式，T3的數值小于T2，且P3的數值小于P2。
[0025]作為可選的一種實現方式，根據富含二氧化碳的氣體總量、n1和n2得到二氧化碳收集量Y，包括：
[0026]Y＝(n1
?
n2)*X/(1
?
n2)。
[0027]作為可選的一種實現方式，富含二氧化碳的氣體為提前除塵和凈化后的氣體。
[0028]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
[0029]1、本專利技術所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法，可用于收集富含二氧化碳氣體中的部分二氧化碳，并將二氧化碳液化，以便于進一步儲存和利用；同時二氧化碳濃度較低的其它高壓氣體可作為壓縮空氣儲能介質，在合適的條件下用于發電或驅動其它設備。
[0030]2、本專利技術所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法，將二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合結合，可在處理化工或能源項目中富含二氧化碳的尾氣或煙氣的同時實現壓縮空氣儲能；此方式可減少二氧化碳收集的能量利用量，即將部分二氧化碳收集過程中利用的能量以壓縮空氣儲能的型式儲存，提高了能量利用率。
[0031]3、本專利技術所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統及方法，根據富含二氧化碳的氣體總量、n1和n2得到二氧化碳收集量Y，實現更精準的二氧化碳收集量計算。
[0032]本專利技術附加方面的優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。
附圖說明
[0033]構成本專利技術的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。
[0034]圖1為本專利技術實施例提供的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統的結構示
意圖。
[0035]其中，1壓縮機；2、冷卻器；3、氣液分離罐；4、液態二氧化碳收集罐；5、儲氣罐；6、回熱器；7、透平；8、電動機；9、發電機。
具體實施方式
[0036]下面結合附圖與實施例對本專利技術作進一步說明。
[0037]應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本專利技術提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本專利技術所屬
的普通技術人員通常理解的相同含義。
[0038]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本專利技術的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0039]在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0040]實施例1：
[00本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統，其特征在于：包括：壓縮機、冷卻器、氣液分離罐、液態二氧化碳收集罐、儲氣罐、回熱器和透平；壓縮機的輸入端口用于接收富含二氧化碳的氣體，壓縮機的輸出端口與冷卻器的輸入端口通過管道連通，冷卻器的輸出端口與氣液分離罐的輸入端口通過管道連通；氣液分離罐的液體輸出端口與液態二氧化碳收集罐的輸入端口通過管道連通，氣液分離罐的氣體輸出端口與儲氣罐的輸入端口通過管道連通；儲氣罐的輸出端口與回熱器的輸入端口通過管道連通，回熱器的輸出端口與透平的輸入端口通過管道連通，透平的輸出端口用于排除二氧化碳濃度低的氣體。2.如權利要求1所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統，其特征在于：壓縮機與電動機電連接，發電機與透平電連接。3.如權利要求1所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統，其特征在于：壓縮機與異步電機連接，異步電機與發電機連接。4.如權利要求1所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統，其特征在于：壓縮機包括多臺串聯連接的子壓縮機。5.一種權利要求1
?
4任一項所述的二氧化碳收集和壓縮空氣儲能相耦合的系統的工作方法，其特征在于：包括以下過程：富含二氧化碳的氣體被壓縮機壓縮后，氣體內的二氧化碳的分壓力為提高到一定值，對照二氧化碳溫度與液化壓力對應表，得出此分壓力下二氧化碳液化溫度，壓縮后的高壓氣體經過冷卻器減溫至低于所述二氧化碳液化溫度，此時低溫高壓蒸汽中有二氧化碳開始液化；經氣液分離罐的氣液分離后，部分液化的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田林，祁金勝，姬鋒軍，苗井泉，馬強，劉嘉楷，安強，張濤，李琳，劉剛，
申請(專利權)人：山東電力工程咨詢院有限公司，
類型：發明
國別省市：