[发明专利]将低温热量转换为电能并实现冷却的方法及其系统

权利要求书

1.一种采用实质闭环系统生成电能的方法，包括以下步骤：

－提供至少一个热源（1），热量可从该热源被传递至包含被加热的吸收剂液体的热量工质流体；

－提供吸收器系统（3），用于化学吸收二氧化碳（CO₂）至吸收剂液体以提供液态CO₂－吸收剂混合物；

－提供冷却和热交换系统（4，12），用于从所述系统中去除或传递热量；

－提供至少一个泵装置（6），用于输送系统中的所述工质流体，特别是用于增加所述气体－吸收剂混合物的压力并允许所述气体－吸收剂混合物被传送给反应器（7），采用所述热源（1）的热量加热增压后的气体－吸收剂混合物，从而将所述气体－吸收剂混合物分离为高压气体和吸收剂液体，作为反应器的输出；

－提供膨胀机（15），具有发电机（23），用于通过采用在所述吸收器系统（3）中产生的低压，将来自所述反应器（7）的被加热和加压的气体膨胀为非常低温度的气体来产生电能；

－提供引导所述工质流体穿过所述系统的管道系统，特别是引导所述被加热的吸收剂液体流出反应器（7），以及非常低温度的气体流出膨胀机（15）至所述吸收器系统（3），以便被再次化学吸收到液态气体－吸收剂混合物以用于最初的处理，

其特征在于，

－采用二氧化碳（CO₂）作为所述高压气体来运行所述膨胀机，所述膨胀机处在－78℃至＋150℃的温度区间内，优选的处于-70℃至＋140℃的区间内，

－采用能够通过物理的范德华力或者化学键键合CO₂的物质；

－在所述反应器内获得20bar至0.5bar之间的CO₂压力，优选的处于15bar至0.8bar之间,更优选的处于10bar至1.2bar之间,以及

-在吸收器系统内获得0.5bar至0.001bar之间的CO₂压力，优选的在0.3bar至0.002bar之间，更优选的在0.15bar至0.005bar之间，最优选的在0.1bar至0.01bar之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热量工质流体工作于-70℃至150℃之间，更优选的在-30℃至140℃之间，而进一步优选的在-10℃至130℃之间，最优选的是在0℃至100℃之间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：

提供用于存储热量工质流体的热量存储单元（2），以便在热源不能工作时向系统提供热量。

4.根据权利要求1－3中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

提供预反应器系统，其优选的作为热交换系统（12）的一部分，通过热交换，将热量工质流体中的热量或者在反应器中释放了CO₂之后的吸收剂中存储的能量恢复至输入的CO₂－吸收剂混合物，从而如果在批量或半连续模式下，所述预反应器系统可以释放部分CO₂。

5.根据权利要求1－4中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

提供助推器系统（19），其工作在至少与热量工质流体相同的温度上，在反应器（7）的下游部分和进入膨胀机（15）之间，用于通过所述热源或者通过副热源加热二氧化碳气体。

6.根据权利要求1－5中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

加入至少一种化学物以降低所述吸收剂－CO₂混合物的凝固点，以便调节粘度或结晶，或者使其能够以至少一个输送桨（28）或类似装置的方式传输包含吸收剂－CO₂混合物的浆状物，所述化学物可以从水、醇、油、硅酮及去泡剂中选择。

7.根据权利要求1－6中任一项所述的方法，其中热源（1）从太阳能、来自发电厂或工业处理中的废热，来自马达或发动机的废热，地热，来自含碳物质燃烧的能量以及高温产能循环的废热中选择。

8.根据权利要求1－6中任一项所述的方法，其中所述吸收剂从包括至少一种含氮化合物成份的组中选择，例如NH3或胺类。