[实用新型]一种火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统

权利要求书

1.一种火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，包括低压压气机(1)、高压压气机(2)、固体颗粒储热系统和熔岩储热系统，低压压气机(1)和高压压气机(2)由电机带动或拖动汽轮机带动，在电网用电负荷小或者电厂有富余用电时，多余的电能带动低压压气机(1)和高压压气机(2)压缩从大气中吸入的空气；压缩后的空气温度升高，通过熔岩储热系统和固体颗粒储热系统储存压缩过程热量。

2.根据权利要求1所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，所述熔岩储热系统包括：压缩段熔岩吸热换热器(4)、高温熔岩储罐(5)、压缩段熔岩泵(6)、膨胀段熔岩泵(7)和膨胀段熔岩放热换热器(8)；高压压气机(2)出口高温空气进入压缩段熔岩吸热换热器(4)降温后，进入固体颗粒储热系统；高温熔岩储罐(5)中的高温熔岩由压缩段熔岩泵(6)输送入压缩段熔岩吸热换热器(4)中吸热，吸热后的熔岩回流至高温熔岩储罐(5)；经过膨胀段固体颗粒放热换热器(9)初步加热的高压混合气进入膨胀段熔岩放热换热器(8)中被膨胀段熔岩泵(7)从高温熔岩储罐(5)抽出的高温熔岩进一步加热，加热后的高温高压气体进入气体发电涡轮(13)发电，换热后的熔岩在膨胀段熔岩泵(7)的余压下回流进高温熔岩储罐(5)。

3.根据权利要求2所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，所述固体颗粒储热系统包括第一级固体颗粒吸热换热器(3)、膨胀段固体颗粒放热换热器(9)、固体颗粒储热罐(10)和第二级固体颗粒吸热换热器(11)；高压压气机(2)出口高温空气进入压缩段熔岩吸热换热器(4)降温后进入固体颗粒储热系统的第二级固体颗粒吸热换热器(11)加热固体颗粒；固体储热颗粒从固体颗粒储热罐(10)由压缩空气输送到第一级固体颗粒吸热换热器(3)中进行吸热，然后返回固体颗粒储热罐(10)；固体储热颗粒从固体颗粒储热罐(10)由压缩空气输送到第二级固体颗粒吸热换热器(11)与压缩段熔岩吸热换热器(4)出口空气进行换热，换热后的固体颗粒返回固体颗粒储热罐(10)；混合后的高压混合气进入膨胀段固体颗粒放热换热器(9)中吸热。

4.根据权利要求3所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，包括膨胀机(12)和冷却器(15)，高压空气经过第二级固体颗粒吸热换热器(11)后进入膨胀机(12)，高压空气膨胀做功带动发动机发电并入电网，在压缩空气温度降低后经过冷却器(15)。

5.根据权利要求4所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，包括精馏塔(14)和液氧储罐(16)，冷却器(15)出口空气进入精馏塔(14)分馏，液氧进入液氧储罐(16)。

6.根据权利要求5所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，在用电高峰期或电网需要调峰时，液氧经过液氧泵(17)输送到液氧气化器(18)中气化，气化后进入高压气体缓冲罐(22)；液氮经过液氮泵(20)输送到液氮气化器(21)中气化，气化后进入高压气体缓冲罐(22)与高压氧气混合。

7.根据权利要求6所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，包括气体发电涡轮(13)，经过熔岩加热的高压高温混合气体进入气体发电涡轮(13)膨胀做功，带动发电机发电，并入电网。

8.根据权利要求7所述的火电厂压缩空气深冷储能与富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于，所述气体发电涡轮(13)出口的部分富氧与锅炉烟气进入烟气富氧混合器(19)混合，能够调节进入高压气体缓冲罐(22)的氧气比例以及CCUS出口进入烟气富氧混合器(19)的气量。