[实用新型]镁为载体的基于汽轮机的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基于汽轮机的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、镁与水反应子系统、固碳子系统和汽轮发电机组。可再生能源电厂的冗余电力提供给电解镁厂，电解镁的原料为氯化镁可来自西部的盐湖，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氧化镁和氢，反应热输入汽轮发电机组回路用于发电。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汽轮发电机组回路用于发电。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，可向汽轮发电机组提供热量。

技术领域

本实用新型涉及一种镁为载体的基于汽轮机的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基于汽轮机的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、镁与水反应子系统、固碳子系统和汽轮发电机组；

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和电解镁厂，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；

所述镁与水反应子系统包括制氢给水泵，制氢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气体产物侧进口，冷却器气体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；

所述汽轮发电机组包括给水泵，给水泵出口分两路：一路连接锅炉的进口，另一路连接氧化镁固碳装置水侧进口，氧化镁固碳装置水侧出口连接反应器水侧进口，反应器水侧出口连接锅炉进口，锅炉出口连接汽轮机进口，汽轮机出口连接凝汽器进口，凝汽器出口连接给水泵进口。

优选地，所述汽轮发电机组为蒸汽朗肯循环系统。

上述的一种镁为载体的基于汽轮机的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；

步骤2：镁供应装置向反应器输入镁，制氢给水泵向反应器提供水，镁与水在反应器中反应生成氧化镁和氢，Mg+H₂O＝MgO+H₂，通过冷却器冷却反应器出来的氢和水混合物，水分离器分离氢和水混合物中的水，氢进入氢收集装置，反应器释放的热量传递给汽轮发电机组的水工质；