[发明专利]气体冷凝分离液化再固化方法及储能发电工作系统

说明书

本发明属于气体分离储能发电领域。本发明有益效果是气体分离、升压、热量交换，气体、液体、固体相互转化，气体储能、液体储能、固体储能多种功能，采用低温冷凝、液化、固化方法，在一个系统中完成。这样就简化了设备，提高了效率，减少热能损失。本发明采用的能够将冷凝物作为储存冷能物质并且能够将冷能回收，并通过等容气化，进而转化成高压气体，获得了很高的压力，使得能量得到充分的回收。本发明的技术方案与超导储能相互配合，发挥各自的优势。满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性、功率输送要求。固态气比液态气含有更多的冷能，作为储能介质用于车、船、潜水艇可以提高更强的动力和更长久的运行里程，能增加潜水艇的隐蔽性。摘要附图由图1代。

技术领域

本发明属于储能领域，尤其是利用气体冷凝分离液态固态相变储能发电领域。

背景技术

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，需要气体分离技术，而冷凝分离是一种常用的方法和技术，常用的冷凝分离技术，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，抽水蓄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。现在天然气的使用量越来越大，天然气在不同时间不同的季节，使用量不断的变化，这就需要储存天然气，以适应用户对天然气用量的变化需求。

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气体的冷能，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离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。发明专利zl 201410374466.8接续本发明。

发明内容