[发明专利]一种基于金属燃料的零碳排放能量转换系统

说明书

本发明公开了一种基于金属燃料的零碳排放能量转换系统，包括金属颗粒供给装置、气源、金属燃烧系统、金属电解还原系统以及热机，所述金属颗粒供给装置将金属燃料颗粒输送给金属燃烧系统与气源输送的氧化剂燃烧发生氧化反应，氧化反应产生的热量通过热机转化为二次能源，氧化反应中产生的固体金属氧化物输送到金属电解还原系统进行还原反应，还原反应后产生的金属处理成金属燃料颗粒后通过金属颗粒供给装置再次输送给金属燃烧系统，从而实现金属燃料的可循环利用，与传统的火力发电相比，金属燃料燃烧不产生任何有毒物质或者温室气体，经实验测量，碳排放水平为7g/kW·h，仅为燃煤发电的6.7‰。实现了零碳排放且稳定燃烧供电的目的。

技术领域

本发明属于金属燃料及可再生能源领域，尤其涉及一种基于金属燃料的零碳排放能量转换系统。

背景技术

目前，化石燃料在世界能源消费中的占比达到80％以上，但其潜在着能源危机，容易引发地区动荡。更为棘手的是，化石燃料的开采、运输和燃烧都会对环境造成极大破坏，特别是碳氢燃料燃烧会排放温室气体，导致全球气候变化，引发严重生态问题。因此，寻找环境友好型的可再生能源一直是国际社会关注的热点。进入二十一世纪，可再生能源的应用得到快速发展，其发电量已占全球总发电量的20％以上，但以水力、风能和太阳能为代表的可再生能源具有明显的波动性、随机性和地域分布不均衡性，如果大规模应用，可能会对整个电网的稳定性造成不利影响，这也成为制约可再生能源进一步发展的关键因素之一。因此有必要寻找新的可再生循环的储能载体以解决能源危机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以稳定燃烧，燃烧释放的热量可以进行二次能源转换，燃烧后的产物可以循环再利用且不产生温室气体的，基于金属燃料的零排放能量转换系统。

为解决该问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于金属燃料的零碳排放能量转换系统，包括金属颗粒供给装置、气源、金属燃烧系统、金属电解还原系统以及热机，所述金属颗粒供给装置将金属燃料颗粒输送给金属燃烧系统与气源输送的氧化剂燃烧发生氧化反应，氧化反应产生的热量通过热机转化为二次能源，氧化反应中产生的金属固体氧化物输送到金属电解还原系统进行还原反应，还原反应后产生的金属处理成金属燃料颗粒后通过金属颗粒供给装置再次输送给金属燃烧系统。

进一步地，所述金属燃烧系统包括燃烧室、换热器、气固分离器和金属氧化物收集器，金属燃料颗粒通过金属颗粒供给装置输送到燃烧室中与气源提供的氧化剂燃烧发生氧化反应，燃烧产生的废气通过换热器回收废气中的余热，降低废气温度后，再通过气固分离器将废气中的金属固体氧化物收集到金属氧化物收集器中。

进一步地，所述金属颗粒供给装置包括相对而立的正负电极板，所述正负电极板分别与直流电源的正负极相连，在相对而立的正负电极板周边围有绝缘材料，所述绝缘材料与相对而立的正负电极板之间形成密封空腔，在负极板上开设有通孔，所述通孔上插设有与燃烧室相连的输粉管，在密封空腔内通入空气作为流化气，所述流化气与被电场离散的金属燃料颗粒混合后通过输粉管输入燃烧室。

进一步地，所述金属燃料颗粒的粒径为5—10微米。

进一步地，所述输粉管为陶瓷材料。

进一步地，所述氧化剂为空气或空气与氧气的混合物。

进一步地，所述金属燃料颗粒为铝、铁。

进一步地，所述金属电解还原系统使用可再生能源发电系统进行供电。

进一步地，所述二次能源为电或机械能。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果是：