[發明專利]一種鈣循環法捕集CO2聯合液氧儲能的調峰系統及工作方法

在審

• 申請號: 201910323334.5
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110067611A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 段倫博;周琳緋;陳健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01D15/10;F22B33/18;F22B37/00;F25J3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳風平

本發明公開了一種鈣循環法捕集CO₂聯合液氧儲能的調峰系統，所述調峰系統包含第一汽水系統、與所述第一汽水系統連接的煙氣處理系統、與所述煙氣處理系統連接的液氧儲能系統。在該調峰系統中燃燒室爐膛出口的高溫煙氣分為兩部分，一部分與第一汽水系統換熱，另一部分通入煅燒系統減少煅燒系統內煅燒鈣基吸收劑所需的燃料量；之后兩部分煙氣混合進入煙氣吸收系統進行脫碳。回收利用系統中剩余熱量，進一步與汽水系統換熱，實現了能量的梯級利用。在用電低谷階段，富余電能用于空氣分離器制備O₂，制得的O₂送入液氧存儲罐儲存備用，在用電高峰階段，將存儲罐中的O₂送入煅燒爐內使用，減少電廠內部能耗，從而同時實現電廠儲能調峰發電和CO₂捕捉的效果。

技術領域

本發明屬于能源與環境保護技術領域中的一種調峰系統，特別涉及是一種鈣循環法捕集CO₂聯合液氧儲能的調峰系統及工作方法。

背景技術

隨著中國經濟的快速發展及人民生活水平的逐步提高，中國用電結構和特性發生了巨大變化，出現了日負荷率、發電設備年利用小時數逐年下降的趨勢，而對調峰容量需求逐年增加，調峰矛盾日趨突出。中國大多數電網仍以火電機組為主，水電、風電和核電所占比重仍然較小，具有明顯的資源分布不均性，因此，要求火電機組參與調峰是必然趨勢，然而火電機組頻繁啟停或低負荷運行調峰又會嚴重影響機組健康水平和經濟性能，縮短發電設備的使用壽命，探索更加安全經濟的火電機組調峰方法，顯得重要而且緊迫。

CO₂的大量排放是導致全球氣候變暖的重要因素，而碳捕集與封存技術被認為是減緩全球氣候變暖的最有效措施。其中鈣循環工藝捕捉CO₂是一種目前具有廣泛應用前景的CO₂減排技術，因工藝所需原料(鈣基吸收劑)價格低廉、儲量豐富等優點深受全世界關注。鈣循環工藝主要利用了鈣基吸收劑的可逆反應，即碳酸化反應和煅燒反應。然而在煅燒反應中，需要消耗大量能量，通常采取燃料的富氧燃燒提供熱量。燃料一般為天然氣或其他有機燃料，且為實現富氧燃燒，必須增加空氣分離器，這極大地增加了資金投入和運行成本。在電廠運行中，通過合理分級利用能量，減少脫碳系統能耗，同時實現電廠的自調峰功能，這對于電網的安全運行具有重要意義。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種鈣循環法捕集CO₂聯合液氧儲能的調峰系統。本發明的另一目的是提供了該調峰系統的工作方法。

技術方案：本發明所述的一種鈣循環法捕集CO₂聯合液氧儲能的調峰系統，包含第一汽水系統、與所述第一汽水系統連接的煙氣處理系統、與所述煙氣處理系統連接的液氧儲能系統；所述第一汽水系統包括燃燒室，與所述燃燒室出口連接的第一熱交換器；所述煙氣處理系統包括與所述燃燒室出口連接的煅燒系統、與所述煅燒系統出口連接的煙氣吸收系統；所述液氧儲能系統包括空氣分離系統、與所述空氣分離系統連接的液氧儲存系統，所述液氧儲存系統與所述煅燒系統進口連接，所述空氣分離系統出口與所述液氧儲存系統的出口均與所述煅燒系統進口連接；所述第一熱交換器出氣口的煙氣以及煅燒系統出氣口的煙氣共同送入所述煙氣吸收系統。

所述煅燒系統的出氣口連接有第二換熱器，所述煙氣吸收系統進氣口設置有第三換熱器，所述煅燒系統出氣口的煙氣經過所述第二換熱器降溫后，與所述第一熱交換器出氣口的煙氣匯合后進入所述第三換熱器。

所述調峰系統還包括第二汽水系統，所述第二汽水系統包括熱回收子系統，所述熱回收子系統包括串聯的至少一個設置于所述煅燒系統尾氣出口的第四熱交換器、至少一個設置于所述煙氣吸收系統尾氣出口的第五熱交換器、設置于所述煙氣吸收系統內的碳酸化爐內受熱面以及第三換熱器。

所述煅燒系統固體出口與所述煙氣吸收系統的固體進口連接，所述煅燒系統的固體出口設置有第一單向閥。

所述煙氣吸收系統的固體出口與所述煅燒系統固體進口連接；所述煙氣吸收系統固體出口設置有第二單向閥。