[实用新型]镁为载体的闭式能量转换远传及固碳系统

说明书

本实用新型提供了一种镁为载体的闭式能量转换远传及固碳系统，包括利用可再生能源电力电解镁的子系统、镁与水反应发电及制氢子系统、固碳子系统。可再生能源电厂的冗余电力提供给电解镁厂，电解镁厂生产的镁通过远距离运输环节输送至使用地点。镁与水在反应器中反应生成氢和氧化镁，反应热输入超临界二氧化碳循环用于发电。镁与水反应生成氧化镁给氧化镁固碳装置，氧化镁固碳装置中的碳酸化反应热传递给二氧化碳循环用于发电。本实用新型可大量消纳可再生能源，可实现能量的大规模远距离传输，可制备高品质的氢气，可固定二氧化碳，可向超临界二氧化碳循环发电机组提供热量。

技术领域

本实用新型涉及一种镁为载体的闭式能量转换远传及固碳系统，属于新能源技术领域。

背景技术

当今社会正在经历一场前所未有的能源革命，一方面可再生能源替代常规化石能源全面进入工业生产和日常生活中的用能领域，另一方面能源的载体变得更加多样化，电、热、氢，以及含能材料都是能源载体。能源技术日新月异，但也带来不容忽视的矛盾和冲突。我国西部地区和三北地区是太阳能、风能、水能等可再生能源富集区域，但是，这些新能源无法被电网消纳，弃风、弃光、弃水的情况相当突出，造成严重的资源浪费。东部地区工业发达，人口密集，但是可再生能源少，化石能源的大量使用带来严重的大气污染问题和大量的碳排放，制约了社会的高质量发展进程。

如何将西部地区和三北地区的可再生能源高效地转移至东部地区，如何减少排放，是急需解决的重要问题。目前来看，可再生能源制氢，然后远距离输送氢，这是一条可行的途径，但是，成本很高，还存在安全问题。因此，还必须寻找其他的能量转换、远传方式，并且减少碳排放，实现更好的综合效益。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能量转换、远传方式，并且减少碳排放，实现更好的综合效益。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种镁为载体的闭式能量转换远传及固碳系统，其特征在于：包括利用可再生能源电力电解镁的子系统、镁与水反应发电及制氢子系统、固碳子系统；

所述利用可再生能源电力电解镁的子系统包括可再生能源发电厂，可再生能源发电厂的冗余电力输送系统连接电解镁厂，电解镁厂通过运输环节连接镁供给装置；

所述镁与水反应发电及制氢子系统包括超临界二氧化碳循环回路和镁水反应回路；

所述超临界二氧化碳循环回路包括压缩机，压缩机出口分为两路，一路连接低温回热器低温侧进口，另一路与氧化镁固碳装置进口连接；低温回热器低温侧出口与氧化镁固碳装置出口汇合后与高温回热器低温侧进口连接，高温回热器低温侧出口连接反应器二氧化碳侧进口，反应器二氧化碳侧出口连接透平进口，透平出口连接高温回热器高温侧进口，高温回热器高温侧出口连接低温回热器高温侧进口，低温回热器高温侧出口连接预冷器进口，预冷器出口连接压缩机进口；

所述镁与水反应回路包括给水泵，给水泵出口连接冷却器水侧进口，冷却器水侧出口连接反应器水进口，反应器气体产物出口连接冷却器产物侧进口，冷却器产物侧出口连接水分离器，水分离器气体出口连接氢收集装置，镁供给装置连接反应器镁进口；

所述固碳子系统包括氧化镁固碳装置和二氧化碳供给装置，反应器固体产物出口连接氧化镁固碳装置固体进口，二氧化碳供给装置连接氧化镁固碳装置气体进口。

优选地，所述透平连接发电机。

上述的一种镁为载体的闭式能量转换远传及固碳系统使用时，步骤为：

步骤1：可再生能源发电厂的冗余电力提供给电解镁厂，电解镁厂生产的镁通过运输环节输送至使用地点的镁供给装置；