[发明专利]二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统，其特征在于：

包括：压缩机、冷却器、气液分离罐、液态二氧化碳收集罐、储气罐、回热器和透平；

压缩机的输入端口用于接收富含二氧化碳的气体，压缩机的输出端口与冷却器的输入端口通过管道连通，冷却器的输出端口与气液分离罐的输入端口通过管道连通；

气液分离罐的液体输出端口与液态二氧化碳收集罐的输入端口通过管道连通，气液分离罐的气体输出端口与储气罐的输入端口通过管道连通；

储气罐的输出端口与回热器的输入端口通过管道连通，回热器的输出端口与透平的输入端口通过管道连通，透平的输出端口用于排除二氧化碳浓度低的气体。

2.如权利要求1所述的二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统，其特征在于：

压缩机与电动机电连接，发电机与透平电连接。

3.如权利要求1所述的二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统，其特征在于：压缩机与异步电机连接，异步电机与发电机连接。

4.如权利要求1所述的二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统，其特征在于：

压缩机包括多台串联连接的子压缩机。

5.一种权利要求1-4任一项所述的二氧化碳收集和压缩空气储能相耦合的系统的工作方法，其特征在于：

包括以下过程：

富含二氧化碳的气体被压缩机压缩后，气体内的二氧化碳的分压力为提高到一定值，对照二氧化碳温度与液化压力对应表，得出此分压力下二氧化碳液化温度，压缩后的高压气体经过冷却器减温至低于所述二氧化碳液化温度，此时低温高压蒸汽中有二氧化碳开始液化；

经气液分离罐的气液分离后，部分液化的二氧化碳进入液态二氧化碳收集罐，其它高压气体作为压缩空气储能介质被封装在储气罐中；

储气罐中的气体作为压缩空气储能介质，在需要时，利用回热器加热，推动透平做功发电，或用于推动其他设备的驱动透平，或者推动透平带动压缩机。

6.如权利要求5所述的工作方法，其特征在于：

压缩机将富含二氧化碳的气体利用压缩机提升压力至P1，富含二氧化碳的气体种二氧化碳浓度比例为n1；

压缩后气体内的二氧化碳的分压力为P2＝n1*P1，对照二氧化碳温度与液化压力对应表，得出分压力P2下二氧化碳的液化温度为T2；

压缩后的高压气体经过冷却器减温至T3，对照二氧化碳温度与液化压力对应表，得出此温度下二氧化碳的分压力为P3，此冷却过程中部分二氧化碳会液化成液态，气体整体因失去部分二氧化碳而使压力从P1降至P4，P4为低温状态下气体的压力值，此时系统中二氧化碳的浓度比例为n2＝P3/P4；

根据富含二氧化碳的气体总量、n1和n2得到二氧化碳收集量。

7.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于：

P1大于或等于7.39MPa。

8.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于：

T3的数值小于T2，且P3的数值小于P2。

9.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于：

根据富含二氧化碳的气体总量、n1和n2得到二氧化碳收集量Y，包括：

Y＝(n1-n2)*X/(1-n2)。

10.如权利要求5所述的工作方法，其特征在于：

富含二氧化碳的气体为提前除尘和净化后的气体。