[发明专利]混合气体冷凝分离存质升压储能装置和方法及实用系统

说明书

本发明属于储能领域，公开一种混合气体冷凝分离存质升压储能装置和方法及实用系统，换热压力均衡器，本发明特点是，将混合气体分离；压力升高；储能；热量交换；气体液体相互转化在一个装置中完成，这样就简化了设备，提高了效率，减少热能；冷能损失，储存能量和释放能量可分时；还可以同时进行，减少二氧化碳排放，搜集氮的氧化物；硫的氧化物；重金属[pm2.5]等进行储存和利用，变有害物质为有用物质。本发明公开：空气；烟气等气体冷凝分离储能电站；风电厂空气分离储能电站；光伏发电厂空气分离储能电站；太阳能热动力空气储能电站；风电太阳能热动力互补空气储能电站；核电空气分离储能电站；燃煤燃烧生物质发电厂烟气分离储能电站；燃气发电烟气分离储能电站；工业窑炉烟气分离储能电站。

技术领域

本发明属于储能领域，由其是气体冷凝分离储能发电或动力驱动领域。

背景技术

混合气体如空气；天然气；瓦斯气；油田气；烟气；煤气；页岩气；煤制氢气；天然气制氢气；生物质制氢气等气体，需要气体分离技术而，冷凝分离是一种常用的方法和技术，常用地冷凝分离技术，常常耗能较多，需要节能改进。

由于风力发电，太阳能发电，具有波动性，而煤电；核电由于用电负荷经常发生变化，就需要储能装置，抽水畜能电站是最早采用的成熟技术方案，世界各国都在用，抽储能电站对地质条件；水质条件，有较高要求，要占用大量土地，要搬迁移民，所以选址很困难。电池储能技术，处在实验和示范阶段，电池寿命周期较短，还要防止二次污染问题发生。电容储能；飞轮储能容量较小，造价较高，只能在特殊场合下采用。利用地下密封的岩洞，储存压缩空气发电技术，是一种较为成熟的，并且商业化了的技术。但是合格岩洞比较少，限制了这种技术的推广。二十兆帕；三十兆帕；四十兆帕，高压罐空气储能技术，液化空气储能技术，超临界空气储能技术，还处在实验或示范阶段，还没有商业化或者前景不明。

混合气体冷凝分离时，消耗的能量没有充分的有效的回收，如果能予储能发电技术相结合，有望节省能量的消耗，开辟出一种新的技术领域。当今锅炉排放的烟气，窑炉排放的烟气，高炉排放的烟气等，常常含有大量的二氧化碳气，硫的氧化物，氮的氧化物，汞以及其他重金属，pm2.5等有毒有害物质对环境；对人都有害。二氧化碳减排，是世界各国关心的大事。二氧化碳气单独搜集，还很耗能，投资运行成本都很高。单独的烟气除硫；除硝设备投资与运行成本也很高。这就给冷凝分离储能技术带来商机，通过冷凝分离烟气，分离出各种单一气体，都可以转化为有用资源加以利用。当今高温超导技术有了很大的发展，超导储能器，超导传输线，超导发电机，超导电动机，超导变压器，超导限流器，已经投入使用。但他们都需要自备冷源，这就增加超导器件生产成本和运行成本。如果能够利用冷凝分离出的液体的冷能，就可以减少超导器件制冷装置，又可以更大规模更；可靠；更低成本地支持和推广超导技术的发展。

当今燃煤发电和生物质燃烧发电，工质是水蒸气，这给缺水有煤；有生物质资源的地区，就近建设发电站带来困难。燃气；燃油发电系统利用废热锅炉产生蒸汽推动汽轮机发电，也需要水资源。这给缺水地区建设燃气；燃油电站带来困难。而利用烟气分离过程中产生的水，可以减少电站对水的需求，就可以解决缺水问题。燃煤；燃气发电过程中，有大量的低温热能没有充分利用，而且还要消耗一部分能量去解决散热问题，如果利用气体冷凝分技术就能将低温热能转换成电能，并且能提高总体发电效率。

为了解决上述问题，给出以下技术解决方案。

发明内容