[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

说明书

本发明公开了一种钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，所述调峰系统包含第一汽水系统、与所述第一汽水系统连接的烟气处理系统、与所述烟气处理系统连接的液氧储能系统。在该调峰系统中燃烧室炉膛出口的高温烟气分为两部分，一部分与第一汽水系统换热，另一部分通入煅烧系统减少煅烧系统内煅烧钙基吸收剂所需的燃料量；之后两部分烟气混合进入烟气吸收系统进行脱碳。回收利用系统中剩余热量，进一步与汽水系统换热，实现了能量的梯级利用。在用电低谷阶段，富余电能用于空气分离器制备O₂，制得的O₂送入液氧存储罐储存备用，在用电高峰阶段，将存储罐中的O₂送入煅烧炉内使用，减少电厂内部能耗，从而同时实现电厂储能调峰发电和CO₂捕捉的效果。

技术领域

本发明属于能源与环境保护技术领域中的一种调峰系统，特别涉及是一种钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统及工作方法。

背景技术

随着中国经济的快速发展及人民生活水平的逐步提高，中国用电结构和特性发生了巨大变化，出现了日负荷率、发电设备年利用小时数逐年下降的趋势，而对调峰容量需求逐年增加，调峰矛盾日趋突出。中国大多数电网仍以火电机组为主，水电、风电和核电所占比重仍然较小，具有明显的资源分布不均性，因此，要求火电机组参与调峰是必然趋势，然而火电机组频繁启停或低负荷运行调峰又会严重影响机组健康水平和经济性能，缩短发电设备的使用寿命，探索更加安全经济的火电机组调峰方法，显得重要而且紧迫。

CO₂的大量排放是导致全球气候变暖的重要因素，而碳捕集与封存技术被认为是减缓全球气候变暖的最有效措施。其中钙循环工艺捕捉CO₂是一种目前具有广泛应用前景的CO₂减排技术，因工艺所需原料(钙基吸收剂)价格低廉、储量丰富等优点深受全世界关注。钙循环工艺主要利用了钙基吸收剂的可逆反应，即碳酸化反应和煅烧反应。然而在煅烧反应中，需要消耗大量能量，通常采取燃料的富氧燃烧提供热量。燃料一般为天然气或其他有机燃料，且为实现富氧燃烧，必须增加空气分离器，这极大地增加了资金投入和运行成本。在电厂运行中，通过合理分级利用能量，减少脱碳系统能耗，同时实现电厂的自调峰功能，这对于电网的安全运行具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统。本发明的另一目的是提供了该调峰系统的工作方法。

技术方案：本发明所述的一种钙循环法捕集CO₂联合液氧储能的调峰系统，包含第一汽水系统、与所述第一汽水系统连接的烟气处理系统、与所述烟气处理系统连接的液氧储能系统；所述第一汽水系统包括燃烧室，与所述燃烧室出口连接的第一热交换器；所述烟气处理系统包括与所述燃烧室出口连接的煅烧系统、与所述煅烧系统出口连接的烟气吸收系统；所述液氧储能系统包括空气分离系统、与所述空气分离系统连接的液氧储存系统，所述液氧储存系统与所述煅烧系统进口连接，所述空气分离系统出口与所述液氧储存系统的出口均与所述煅烧系统进口连接；所述第一热交换器出气口的烟气以及煅烧系统出气口的烟气共同送入所述烟气吸收系统。

所述煅烧系统的出气口连接有第二换热器，所述烟气吸收系统进气口设置有第三换热器，所述煅烧系统出气口的烟气经过所述第二换热器降温后，与所述第一热交换器出气口的烟气汇合后进入所述第三换热器。

所述调峰系统还包括第二汽水系统，所述第二汽水系统包括热回收子系统，所述热回收子系统包括串联的至少一个设置于所述煅烧系统尾气出口的第四热交换器、至少一个设置于所述烟气吸收系统尾气出口的第五热交换器、设置于所述烟气吸收系统内的碳酸化炉内受热面以及第三换热器。

所述煅烧系统固体出口与所述烟气吸收系统的固体进口连接，所述煅烧系统的固体出口设置有第一单向阀。

所述烟气吸收系统的固体出口与所述煅烧系统固体进口连接；所述烟气吸收系统固体出口设置有第二单向阀。