[发明专利]有机固体废弃物耦合压缩空气储能的系统及方法

说明书

本发明涉及空气储能技术领域，具体涉及一种有机固体废弃物耦合压缩空气储能的系统及方法。包括有机固体废弃物气化子系统，其包括依次串联的气化炉、净化除尘器、风机；发电子系统，其包括依次串联的燃烧器、燃气轮机、发电机；换热子系统，其包括并行布置的蓄热换热器装置、蓄热换热器的低温侧流道、蓄热换热器的高温侧流道；空气压缩及存储子系统，其包括依次串联的电机、压缩机、储气库；尾气处理子系统，其包括依次串联的风机、烟气净化装置。通过将有机固体废弃物气化与压缩空气储能系统进行耦合，实现有机固体废弃物的无害化处置与利用，避免焚烧温度不够导致的二恶英排放问题，减少了化石能源消耗及排放问题。

技术领域

本发明涉及空气储能技术领域，具体涉及一种有机固体废弃物耦合压缩空气储能的系统及方法。

背景技术

伴随着经济和社会的不断发展，能源与环境问题越来越严重。一方面能源消耗量不断增长，且消纳波动性大的新能源又带来巨量的储能需求；作为一种新型的大规模储能技术，压缩空气储能对于能源结构的优化以及电网运行调节具有十分重大的意义，其主要工作原理为：利用电力系统的低谷电价，通过电机带动空气压缩机将环境大气的常压空气压缩后储存在储气库中，即将电能转化为空气的势能；当电网处于用电负荷高峰、电价较高时，将储气库中的压缩空气通过管路受控有序地释放出来，在汽轮机中膨胀做功，从而带动发电机发电；通过以上过程，压缩空气储能系统能够将用电负荷低谷时期便宜的电能存储为压缩空气的势能，在电力系统用电负荷高峰时再转化为电能，通过削峰填谷实现电网运行优化调节。

传统的压缩空气储能系统，需要利用天然气和压缩空气混合燃烧得到的高温烟气驱动汽轮机膨胀做功发电，这存在着不可再生的化石能源消耗以及碳排放引起的环境问题。另外，燃气轮机高达近600摄氏度的烟气带来大量的能量损失，这部分能量如果通过换热器蓄热，再传递给储气库过来的压缩空气，这可以提高压缩空气进入汽轮机前的温度和压力，从而提高压缩空气膨胀做功的能力以及整个压缩空气储能系统的效率。

另一方面，经济和社会发展带来的城市生活垃圾围城亟待解决，农林业秸秆类废弃物禁止焚烧后也面临着处置问题，这两类固体废弃物由于含有大量的有机质，可以通过燃烧发电实现有效利用，但常规垃圾焚烧技术由于温度不够，会产生二恶英等有害气体，采用等离子体高温焚烧技术则面临着成本高、寿命短等问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种有机固体废弃物耦合压缩空气储能的系统及方法，通过将有机固体废弃物气化与压缩空气储能系统进行耦合，实现有机固体废弃物无害化和资源化利用的同时，解决燃气轮机高温尾气释放带来的热量损失问题以及常规焚烧技术温度不够产生二恶英有害气体的问题，减少补燃式压缩空气储能系统使用天然气补燃带来的化石能源消耗及排放问题，同时实现高温高压尾气的热量回收利用。

本发明提供的一种有机固体废弃物耦合压缩空气储能的系统，包括

有机固体废弃物气化子系统，其包括依次串联的气化炉、净化除尘器、风机；

发电子系统，其包括依次串联的燃烧器、燃气轮机、发电机；

换热子系统，其包括并行布置的蓄热换热器装置、蓄热换热器的低温侧流道、蓄热换热器的高温侧流道；

空气压缩及存储子系统，其包括依次串联的电机、压缩机、储气库；

尾气处理子系统，其包括依次串联的风机、烟气净化装置。

所述有机固体废弃物气化子系统中风机的输出端与燃烧器的输入端连接；

所述的换热子系统中的蓄热换热器的低温侧流道上游连通储气库输出端，下游连通燃烧器的输入端；

所述的换热子系统中的蓄热换热器的高温侧流道上游连通燃气轮机的输出端，下游连通风机的输入端。