[实用新型]太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置

说明书

本实用新型太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置将槽式太阳能热发电技术有机嫁接在半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电系统中，以实现互补储热循环发电，以规避太阳能热发电不稳定不连续的先天缺陷；同时利用自身和风电光伏等可再生能源电力对纯氧燃气发电产生的水进行电解制氢制氧，利用空分装置制取氧气和氮气，氧气供纯氧燃烧发电，氮气与氢气混合进行氨制备，氨与二氧化碳作原料进行碳酸氢铵或尿素制备，或二氧化碳加氢进行碳烃及衍生芳烃产品制备。该发明属太阳能热发电和高温热化学跨学科技术领域。

技术领域

本实用新型太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置将槽式太阳能热发电技术有机嫁接在半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电系统中，以实现互补储热循环发电，同时利用自身和风电光伏等可再生能源电力对纯氧燃气发电产生的水进行电解制氢制氧，利用空分装置制取氧气和氮气，氧气供纯氧燃烧发电，氮气与氢气混合进行氨制备，氨与二氧化碳作原料进行碳酸氢铵或尿素制备，或二氧化碳加氢进行碳烃及衍生芳烃产品制备。该实用新型属太阳能热发电和高温热化学跨学科技术领域。

背景技术

全球变暖已成为制约人类社会可持续发展的重要障碍，温室气体排放将导致全球平均气温上升，引发极端灾害性天气频发。在众多温室气体中二氧化碳是最主要的温室气体，因此国际社会针对二氧化碳减排尚在不懈努力。但是二氧化碳除了具有危害性一面，还是一种储量丰富的“碳源”，而碳是人类须臾不可离开的，包括各种含碳食品、含碳燃料、烃类化工产品等。因此将其“变废为宝”，不仅能缓解碳排放引发的温室效应，还可实现二氧化碳循环利用。但是如何将其变为资源呢？首先是如何获取，目前的二氧化碳捕集技术成本依然很高，不具有经济性，而能源领域早期出现的零碳排放纯氧燃气发电技术也即半闭式超临界二氧化碳布雷顿纯氧燃气热发电技术重新进入人们视野，这一技术的核心是利用氧气和甲烷混合燃烧，产出物为水和二氧化碳，经汽水分离后二氧化碳可全部回收并加以利用。客观说，我国在零碳排放半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电技术的研究上尚未真正起步。

实现太阳能、风能与燃气互补循环热发电，同时制取氢气是目前能源领域的前沿课题，其目的是充分利用可再生能源辅之以较少的化石能源获得完全清洁的无碳排放电力，显然，一旦将回收的二氧化碳与可再生能源电解水制取的氢气混合制甲烷重复利用，即可实现“终极能源”这一百年梦想。再进一步，如果将空分设备制取的氮气与氢气混合制取氨，再与二氧化碳混合制备碳酸氢氨、尿素等化工产品，不仅可舍弃石脑油或煤炭制取碳氨类化肥的生产工艺，也有利降低制造成本，而无需排放危害人类的温室气体。

发明内容

本实用新型太阳能风能与燃气互补热发电副产化肥装置所要解决的技术问题是针对专利201310180460.2、201610856317.4、201810585123.4、20181043091.6、201911153233.4中提出的太阳能热发电与半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电实现互补的技术进行改进，以实现在发电的同时利用电解水制取的氢气，空分设备制取的氮气和回收的二氧化碳副产碳氨或烃类石化产品。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：