申请/专利权人：西安交通大学;西安热工研究院有限公司

申请日：2022-04-22

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114665795B

主分类号：H02S10/12

分类号：H02S10/12;C01B3/08;C25C3/16;H02J7/34;H02J7/35;H02K7/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.07.12#实质审查的生效;2022.06.24#公开

摘要：本发明公开了一种零碳排放的铝基能源转化系统，包括风光互补发电制铝系统、超级电容器和锂电池混合储能系统、燃烧室、研磨装置、冷凝器、气固分离装置、燃气轮机、一级蒸汽轮机、二级蒸汽轮机、热交换器、蒸汽发生器，一级发电机和二级发电机。针对电解铝能耗高的问题，采取新能源进行直接制铝与过余能量存储；针对铝表面氧化膜降低反应活性，采取多种活化方式组合以提高反应效率；针对如何利用系统余热的问题，利用水进行换热，将系统各阶段余热充分利用，减少了热量损失。整个能源转化体系不消耗化石燃料，输入能源是以太阳能和风能为主的新能源，实现了零碳排放。

主权项：1.一种零碳排放的铝基能源转化系统，其特征在于，包括风光互补发电制铝系统、铝水反应器1、蒸汽发生器2、气固分离装置3、热交换器4、冷凝器5、燃气轮机6、一级蒸汽轮机7、二级蒸汽轮机16、一级发电机8和二级发电机17；利用风光互补发电制铝系统产生的电能电解铝；新制成的铝块输送至铝水反应器1，铝水反应器1由研磨装置、燃烧室和加热设备组成，加热设备的作用是对从系统返回的水进行再加热，使其达到反应要求，铝块在研磨装置内研磨至小粒径，随后送入燃烧室，利用高温促进铝水反应的速率；从燃烧室出来的气体主要成分为氢气，混合有微量铝粉颗粒与水蒸气，将混合气体通过蒸汽发生器2进行第一次热量交换，将热量传递给水，产生水蒸气，水蒸气进入二级蒸汽轮机16做功，推动二级发电机17发电；混合气体通过气固分离装置3，分离铝粉颗粒与气体混合物，得到氢气和水蒸气的混合高温气体；将氢水混合气送入热交换器4，利用余热加热循环利用的液态水；氢水混合气进入冷凝器5，通过降温冷凝的方式，分离液态水与氢气，氢气送入燃气轮机6进行燃烧放热，推动燃气轮机6做功，出来的高温水蒸气再送入一级蒸汽轮机7进行做功，推动一级发电机8发电，同时得到液态水；通过冷凝器5和蒸汽轮机得到的液态水会再次循环，一部分作为燃烧室中用以进行铝基反应的原料，另一部分通过热交换器4加热后送入蒸汽发生器2进行循环使用。

全文数据：

权利要求：

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