申请/专利权人：奚振华

申请日：2020-12-02

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114555915B

主分类号：F01K1/08

分类号：F01K1/08;F01K1/12;F01K25/10;F01K25/14

优先权：["20200110 DE 102020000131.9"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.06.14#实质审查的生效;2022.05.27#公开

摘要：本发明公开一种二氧化碳发电厂中的二氧化碳液化和储存方法。低温范围内的二氧化碳发电厂中大量高压和适温的二氧化碳流体在热力发动机中膨胀做功后，需要冷却能量进行二氧化碳液化。除了德国专利中的时间和空间桥接方法外，不同季节的冰、热水和二氧化碳的存储可以提供大量的冷、热和液态二氧化碳,在此液态二氧化碳在15巴的压力下稳定地存储，并在蒸发时制冷。此外，在二氧化碳发电厂中使用活塞式发动机制冷，在温暖季节使用如氨水作为工质的制冷机设备制冷，并可利用冬季的寒冷大量发电，在此二氧化碳中性燃料的燃烧热可作为加热二氧化碳的热源，同时从燃烧烟气中分离出的二氧化碳又可投入二氧化碳发电厂中，减少大气中的二氧化碳含量。

主权项：1.二氧化碳发电厂中的二氧化碳液化和储存方法，其特征在于，该方法是在包含S-储存设备、C-储存设备、二氧化碳发电厂设备的设备系统基础上实施进行的：1.1S-储存设备由多个S-储存单元组成，S-储存单元包括：三个大小不同的容器，三个容器以一定的距离依次嵌入,三个容器具有圆柱体形状；最里面的圆柱体称为第一圆柱体，第一圆柱体内的空间称为第一库室1,第一库室1用于把二氧化碳液体从寒冷时期的冬季储存到温暖时期的夏季，把热水从温暖时期的夏季储存到寒冷时期的冬季；下一个更大的圆柱体称为第二圆柱体，第一和第二圆柱体之间的空间称为第二库室2,第二库室2用于把水冰从寒冷时期的冬季储存到温暖时期的夏季，把热水从温暖时期的夏季储存到寒冷时期的冬季；最大的也是最靠外的圆柱体称为第三圆柱体，第二和第三圆柱体之间的空间称为第三库室3，第三库室3中填满隔热物料，用于对外部隔热；三个容器各自有自己的顶板和地板，或者三个容器有与外部隔热的共同的顶板或共同的地板；第一、第二或第三圆柱体由钢筋混凝土制成，第一、第二圆柱体带有不锈钢衬里；第一库室1、第二库室2或第三库室3与外部至少有一个入口和出口；热交换器，安装在第一库室1或第二库室2内，以便与外界进行热和冷的传递；测量和安全装置，设在第一库室1、第二库室2、第三库室3中，其中，第三库室3内有湿度计，第一库室1和第二库室2内有压力计，温度计和安全阀；1.2C-储存设备由多个C-储存单元组成，所述C-储存单元是S-储存单元的一种变型，S-储存单元的第一圆柱体的直径为零以用于储存水和二氧化碳气体；所述C-储存单元没有第三库室3和相关的顶板和地板，则用于储存二氧化碳气体，应用于在沙漠地建造二氧化碳储存设备；1.3二氧化碳发电厂设备，其包括：一组配有发电机的热力发动机，热力发动机是活塞发动机或透平机，热力发动机之间以串联或并联的方式相互连接，在以串联或并联的方式相互连接的热力发动机之间配置加热装置，加热装置是用于加热二氧化碳的热交换器或锅炉设备；一组容器，用于加热二氧化碳流体，以便二氧化碳在热力发动机中膨胀做功，或者用于混合不同的二氧化碳射流，或者用于临时储存二氧化碳，容器中安装可切换到不同热源的热交换器；至少一个二氧化碳蒸发设备，用于从S-储存设备的第一库室1引出二氧化碳液体并蒸发，蒸发时产生的冷能用于通过热交换器对二氧化碳气体进行冷凝；一个或多个二氧化碳液化设备，用于在温暖时期的夏季利用已储存的水冰或者寒冷时期的冬季的冷空气，对来自热力发动机的一部分膨胀做功后的二氧化碳流体进行液化，液化后的二氧化碳输送到二氧化碳容器组的容器内或S-储存设备的第一库室1中储存；一个或多个文丘里喷嘴4，接入热力发动机流出的一部分膨胀做功后的二氧化碳流体，以便通过管道吸入储存在C-储存设备中的二氧化碳气体,在寒冷时期的冬季将二氧化碳气体液化，并储存到S-储存设备的第一库室1中；一组用于液化二氧化碳气体的二氧化碳液化器和容器，液化二氧化碳气体所需的冷源采用温暖时期的夏季已储存的水冰、二氧化碳蒸发时产生的冷能、二氧化碳膨胀做功时产生的冷能、活塞发动机或制冷机产生的冷能、包括低温河水的自然冷源；一组锅炉设备，用于燃烧包括植物秸秆和废木料的二氧化碳中性燃料，以便利用燃烧热能加热流向热力发动机入口的二氧化碳流体；各种管道，用于连接二氧化碳发电厂的包括储存设备、热交换器机和热力发动机的不同部件；为管道配备合适的阀门和测量装置，包括流量计、压力表、温度计、截止阀、止回阀和减压阀；一个中央监控系统，用于调控包括阀门、热交换器、测量和控制设备的可控设备，以灵活调控S-储存设备或C-储存设备中的二氧化碳储存量、热力发动机组的功率水平，从而灵活适应包括持续变化的天气状况和电力需求变化的外部条件的变化；基于所述设备系统，所述方法包括：加热二氧化碳，除了使用包括余热、地热、阳光热的自然热外，在寒冷时期的冬季使用储存在S-储存设备和C-储存设备中的从温暖时期的夏季储存到寒冷时期的冬季的热水热能、寒冷时期的冬季燃烧包括植物秸秆和废木料的二氧化碳中性燃料所产生的热能；冷却二氧化碳气体，除了使用从包括河水、深层土壤、深海水的自然冷却物中产生的自然冷能外，在温暖时期的夏季使用储存在S-储存设备以及C-储存设备中的从寒冷时期的冬季储存到温暖时期的夏季的水冰，还使用二氧化碳液体在蒸发罐中蒸发时所产生的冷能，透平机中的二氧化碳流体膨胀做功时所产生的冷能，活塞式发动机做功时所产生的冷能，以及在制冷机器中所产生的冷能；利用C-储存设备储存二氧化碳气体，包括，利用C-储存设备在温暖时期的夏季接收来自热力发动机的一部分膨胀做功的二氧化碳气体，然后储存，直至寒冷时期的冬季再将其液化，液化后的二氧化碳储存到S-储存设备的第一库室1中；利用S-储存设备储存二氧化碳液体，包括，利用S-储存设备储存在寒冷时期的冬季对二氧化碳气体进行液化得到的二氧化碳液体，二氧化碳液体通过S-储存设备的第三库室3的隔热层与外界隔热，从而在低压下稳定储存到温暖时期的夏季；以热水或水冰作为工作介质进行热或冷的传递，利用可储存热能或冷能的S-储存设备以及C-储存设备，从夏季到冬季储存热以在冬季加热二氧化碳，或者从冬季到夏季储存冷以在夏季冷却二氧化碳。

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百度查询： 奚振华 二氧化碳发电厂中的二氧化碳液化和储存方法

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