[发明专利]一种钙循环法捕集CO2联合液氧储能的调峰系统及工作方法

权利要求书

1.一种钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述调峰系统包含第一汽水系统(1)、与所述第一汽水系统连接的烟气处理系统(2)、与所述烟气处理系统连接的液氧储能系统(3)；

所述第一汽水系统(1)包括燃烧室(11)，与所述燃烧室(11)出口连接的第一热交换器(12)；

所述烟气处理系统(2)包括与所述燃烧室(11)出口连接的煅烧系统(21)、与所述煅烧系统(21)出口连接的烟气吸收系统(22)；

所述液氧储能系统(3)包括空气分离系统(31)、与所述空气分离系统(31)连接的液氧储存系统(32)，所述液氧储存系统(32)与所述煅烧系统(21)进口连接，所述空气分离系统(31)出口与所述液氧储存系统(32)的出口均与所述煅烧系统(21)进口连接；

所述第一热交换器(12)出气口的烟气以及煅烧系统(21)出气口的烟气共同送入所述烟气吸收系统(22)。

2.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述煅烧系统(21)的出气口连接有第二换热器(211)，所述烟气吸收系统(22)进气口设置有第三换热器(221)，所述煅烧系统(21)出气口的烟气经过所述第二换热器(211)降温后，与所述第一热交换器(12)出气口的烟气汇合后进入所述第三换热器(221)。

3.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述调峰系统还包括第二汽水系统(4)，所述第二汽水系统(4)包括热回收子系统(41)，所述热回收子系统(41)包括串联的至少一个设置于所述煅烧系统(21)尾气出口的第四热交换器(411)、至少一个设置于所述烟气吸收系统(22)尾气出口的第五热交换器(412)、设置于所述烟气吸收系统(22)内的碳酸化炉内受热面(413)以及第三换热器(221)。

4.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述煅烧系统(21)固体出口与所述烟气吸收系统(22)的固体进口连接，所述煅烧系统(21)的固体出口设置有第一单向阀(212)。

5.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述烟气吸收系统(22)的固体出口与所述煅烧系统(21)固体进口连接；所述烟气吸收系统(22)固体出口设置有第二单向阀(222)。

6.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述空气分离系统(31)与所述液氧储存系统(32)之间设置有第三单向阀(311)；所述空气分离系统(31)出口与所述煅烧系统进口之间设置有第四单向阀(312)；所述液氧储存系统(32)的出口与所述煅烧系统(21)的进口之间设置有第五单向阀(321)。

7.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述第一汽水系统(1)还包括与所述第一热交换器(12)连接的第一汽轮机(13)、与所述第一汽轮机连接的第一发电机(14)、与所述第一汽轮机连接的第一冷凝器(15)以及与所述第一冷凝器连接的第一水泵(16)；所述第一水泵(16)出口与所述燃烧室(11)连通。

8.根据权利要求1所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，其特征在于，所述第二汽水系统(4)还包括与所述热回收子系统(41)连接的第二汽轮机(42)、与所述第二汽轮机连接的第二发电机(43)、与所述第二汽轮机连接的第二冷凝器(44)，与所述第二冷凝器(44)连接的第二水泵(45)；所述第二水泵(45)与所述碳酸化炉内受热面(413)连通。

9.如权利要求1-8任一所述的钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)燃料在燃烧室(11)炉膛中燃烧，产生的高温烟气经设置于燃烧室(11)的炉内换热面吸热后，在燃烧室(11)炉膛出口处分为两部分，一部分进入燃烧室(11)尾部烟道出口通过第一热交换器(12)与第一汽水系统(1)换热，产生的高温高压蒸汽推动第一汽轮机(13)旋转，带动第一发电机(14)发电，第一汽轮机(13)出口的排气经第一冷凝器(15)冷凝，第一水泵(16)升压后进行循环；

(2)从燃烧室(11)炉膛出口流出的另一部分高温烟气通入煅烧系统(21)与煅烧系统(21)内的CaCO₃进行非接触式换热，煅烧钙基吸收剂；煅烧钙基吸收剂所需的剩余热量由燃料富氧燃烧提供；换热后的烟气与第二单向阀(222)出口的CaCO₃在第二换热器(211)中进一步换热，提供煅烧钙基吸收剂所需的部分热量；

(3)步骤(1)中的第一热交换器(12)出口的烟气与步骤(2)中的第二换热器(211)出口的烟气汇合后，经过第三换热器(221)降温至烟气吸收系统(22)的反应器温度，通入装有煅烧后的钙基吸收剂的烟气吸收系统(22)，此时在烟气吸收系统(22)中，脱除了烟气中的CO₂；

(4)碳酸化后的钙基吸收剂经第二单向阀(222)送入第二换热器(211)中预热后，再送入煅烧系统(21)中煅烧再生，煅烧后的钙基吸收剂经第一单向阀(212)重新回到烟气吸收系统(22)中，继续吸收烟气中的CO₂，实现一个完整的循环；

(5)第二汽水系统(4)的给水依次经过热回收子系统(41)进行吸热，吸热后的过热蒸汽在第二汽轮机(42)中做功，带动第二汽轮机(42)发电，第二汽轮机(42)出口的排气经第二冷凝器(44)，冷凝、第二水泵(45)升压后进行循环。

(6)在每日用电低谷阶段，根据实际用电量对外供电，电厂富余电能用于空气分离系统(31)制备O₂，此时第三单向阀(311)与第四单向阀(312)打开，第五单向阀(321)关闭，制得的O₂一部分通入煅烧系统(21)提供燃料富氧燃烧所需的O₂，另一部分送入液氧储存系统(32)储存备用；

(7)在每日用电高峰阶段，第三单向阀(311)与第四单向阀(312)关闭，第五单向阀(321)打开，将液氧储存系统(32)中的O₂送入煅烧系统(21)内使用，此时空气分离系统(31)停止工作，减少电厂内部能耗。