[發(fā)明專利]一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)及其工作方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111205579.1 | 申請日： | 2021-10-15 |
| 公開（公告）號： | CN113794236A | 公開（公告）日： | 2021-12-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳家榮;李紅智;楊玉;張磊;吳帥帥;張一帆 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安熱工研究院有限公司 |
| 主分類號： | H02J3/38 | 分類號： | H02J3/38;H02J3/28;H02J15/00;H01M8/065;C25C3/04;C25C7/00 |
| 代理公司： | 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215 | 代理人： | 何會(huì)俠 |
| 地址： | 710032 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 載體 能源 系統(tǒng) 及其 工作 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)及其工作方法，利用電網(wǎng)無法消納的可再生能源電力電解氯化鎂，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)殒V單質(zhì)的化學(xué)能以存儲(chǔ)，一部分鎂單質(zhì)與水反應(yīng)生成氫氣和水蒸汽的混合物用于發(fā)電，生成的氫氣作為氫氯燃料電池的燃料，氫氯燃料電池的產(chǎn)物鹽酸又可以用于氯化鎂的生成。該能源系統(tǒng)耦合了電解鎂、鎂儲(chǔ)能、鎂水反應(yīng)發(fā)電和氫氯燃料電池，具有儲(chǔ)能密度高、儲(chǔ)能載體便于運(yùn)輸、物料循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于可再生能源利用和儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)
我國西北地區(qū)擁有豐富的可再生能源，利用可再生能源發(fā)電是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途經(jīng)，然而以風(fēng)能、光熱、光伏為代表的可再生能源發(fā)電由于自身的間歇性、不穩(wěn)定性和不確定性等特點(diǎn)，難以被電網(wǎng)消納，一些地方出現(xiàn)棄風(fēng)棄光的現(xiàn)象，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。
以壓縮空氣儲(chǔ)能、動(dòng)力電池儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫等為代表的儲(chǔ)能技術(shù)正在成為能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但是現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)存在儲(chǔ)能密度小，儲(chǔ)能載體可移動(dòng)性小等問題，因此需要開發(fā)新的儲(chǔ)能載體，實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的有效存儲(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)及其工作方法，利用電網(wǎng)無法消納的可再生能源電力電解氯化鎂，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)殒V單質(zhì)的化學(xué)能以存儲(chǔ)，一部分鎂單質(zhì)與水反應(yīng)生成氫氣和水蒸汽的混合物用于發(fā)電，生成的氫氣作為氫氯燃料電池的燃料，氫氯燃料電池的產(chǎn)物鹽酸又可以用于氯化鎂的生成。該能源系統(tǒng)耦合了電解鎂、鎂儲(chǔ)能、鎂水反應(yīng)發(fā)電和氫氯燃料電池，具有儲(chǔ)能密度高、儲(chǔ)能載體便于運(yùn)輸、物料循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)，包括電解鎂系統(tǒng)、鎂水反應(yīng)系統(tǒng)、氫氯燃料電池系統(tǒng)和物料回收系統(tǒng)；
所述電解鎂系統(tǒng)包括可再生能源發(fā)電裝置和電解鎂裝置；
所述鎂水反應(yīng)系統(tǒng)包括鎂水反應(yīng)器、分離器、混合工質(zhì)透平、冷凝器和發(fā)電機(jī)；
所述氫氯燃料電池系統(tǒng)包括氫氯燃料電池；
所述物料回收系統(tǒng)包括酸堿中和裝置和干燥脫水裝置；
所述電解鎂裝置的電源來自可再生能源發(fā)電裝置，電解鎂裝置的陽極產(chǎn)物通向氫氯燃料電池的氯氣入口，陰極產(chǎn)物通向鎂水反應(yīng)器的鎂燃料入口，鎂水反應(yīng)器的另一個(gè)入口通入水，鎂水反應(yīng)器的出口連接分離器入口，分離器的混合工質(zhì)出口連接混合工質(zhì)透平入口，分離器的氫氧化鎂出口連接酸堿中和裝置的堿入口，混合工質(zhì)透平出口連接冷凝器入口，冷凝器的氫氣側(cè)出口連接氫氯燃料電池的氫氣入口，氫氯燃料電池的反應(yīng)產(chǎn)物出口連接酸堿中和裝置的酸入口，酸堿中和裝置的出口連接干燥脫水裝置的入口，干燥脫水裝置的出口連接電解鎂裝置的電解槽。
所述可再生能源發(fā)電裝置1中的可再生能源為風(fēng)能和或太陽能。
一種以鎂為載體的能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電解鎂、混合工質(zhì)發(fā)電、氫氯燃料電池發(fā)電和物料回收的過程如下：
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