一种联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法与流程

专利2025-11-14  1


本发明属于电力碳中和,具体涉及一种用塔式太阳能光热发电、槽式太阳能光热发电与光伏联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法。


背景技术:

1、

2、在中国专利申请号为cn201910746695.0中公开了一种燃煤锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统。该装置包括烟气预处理系统、psa1系统、psa2系统、二氧化碳压缩提纯系统、二氧化碳精馏贮存系统和psa制高纯氮系统。该发明的一种燃煤锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统,能够极大地减少烟气的碳排放量,能够同时回收烟气中的二氧化碳、氮气,并能将二氧化碳、氮气的浓度提纯至工业级,其中工业级二氧化碳可液化贮存至成品罐内,并配有装瓶泵、装车泵,便于以各种形式对外输送,得到的工业级氮气则可根据需要进一步加压,供工业园区集中使用,设备运行稳定性高,不易产生堵塞,维修方便。从而达到节能降耗减排,实施碳中和目标。但是该方法系统的能源来源较为单一。

3、


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,解决了现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,包括塔式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统、回收二氧化碳动力设备配电系统,

4、所述塔式太阳能集热系统包括太阳能镜场、塔式太阳能集热塔和塔式太阳能集热器,塔式太阳能集热器设置在塔式太阳能集热塔上,太阳能镜场将阳光反射到塔式太阳能集热器上;

5、所述槽式太阳能集热系统包括若干个槽式太阳能集热器、高温熔盐储罐、高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统,所述低压熔盐换热系统连接于高温熔盐储罐和低温熔盐储罐之间的再热器,高温熔盐储罐依次通过高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统与低温熔盐储罐相连,所述低压熔盐换热系统的低压给水泵中一路出口依次通过升压泵、高压熔盐换热系统与汽轮机相连,低压给水泵的另一路出口依次通过低压熔盐换热系统、再热器和汽轮机的低压缸相连;

6、所述光伏发电系统由多组光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成;

7、所述塔式太阳能光热发电和槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统之间互为补偿,并向回收二氧化碳动力设备配电系统供电;

8、储能系统,用于回收式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统所产生的多余电能,并在太阳能不向回收二氧化碳动力设备配电系统输电时,由储能电站持续输电。

9、进一步的,所述塔式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统、光伏发电系统、回收二氧化碳动力设备配电系统之间设置自动切换装置,切换方式为:当光伏发电系统向回收二氧化碳动力设备供电的电压低于额定电压5%时,则塔式太阳能光热发电系统优先向回收二氧化碳动力设备供电,当塔式太阳能光热发电系统蒸汽气压不能驱动汽轮机时,则由槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统向回收二氧化碳动力设备供电;当上述三个系统无法向回收二氧化碳动力设备供电时,则直接通过发电厂的厂用电系统向回收二氧化碳动力设备供电。

10、进一步的,位于所述回收二氧化碳动力设备配电系统上的汽轮发电机组,主蒸汽回路采用两侧管道联通,由电动阀门自动操作方式,当塔式太阳能光热发电系统向回收二氧化碳动力设备配电系统供电时,槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统侧主蒸汽阀门关闭;

11、当槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统塔式太阳能光热发电系统向回收二氧化碳动力设备配电系统供电时,塔式太阳能光热发电系统侧主蒸汽阀门关闭。

12、进一步的,所述太阳能光伏发电系统通过光伏组件转化为直流电力,再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流并入电网;

13、进一步的,所述光伏发电系统的光伏板发电单元采用多个胎压表脑功能电池组串联组成,各太阳电池组串按接线划分的汇流区,输入防雷汇流箱经电缆接入直流配电柜,然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜接入400v配电装置。

14、进一步的,还包括监控系统,所述监控系统采用基于modbus协议的rs485总线系统,分成站控层和现场控制层;

15、获取并网逆变器的运行数据和工作参数,同时预留对外的数据接口,通过远程通讯方式,在异地实时查看整个电源系统的实时运行数据、环境数据以及历史数据和故障数据。

16、进一步的,所述塔式太阳能集热系统包括可透光光伏电池、聚光装置、吸热器、发电装置以及储热系统、所述可透光光伏电池与聚光装置相连,可透光光伏电池以及吸热器依次设置于聚光装置的反射光路上,发电装置以及储热系统与吸热器相连,发电装置与储热系统相连;

17、所述可透光光伏电池选自可透光且可双面吸收太阳能并进行光电转换的光伏电池;

18、所述聚光装置选自定日镜,所述定日镜包括依次相连的反射镜、跟踪传动机构以及支撑机构;

19、所述可透光光伏电池设置于所述定日镜的反射镜上,所述反射镜和可透光光伏电池之间留有空隙;

20、所述储热系统包括由蒸气蓄热器、高温熔盐罐和低温熔盐罐构成的吸热/放热可逆回路;所述吸热器与所述可逆回路的热输入端相连,所述发电装置与所述可逆回路的热输出端相连;

21、所述吸热器将通过吸收太阳能产生的热能储存在所述储热系统,未能储存的部分传递给所述发电装置进行光热发电;

22、储存在所述储热系统的热能释放后传递给所述发电装置进行光热发电。

23、进一步的,所述槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统中,所述槽式抛物面反射镜太阳能热发电包括槽式反光镜阵列、冷罐、热罐、换热系统、冷却系统、蒸汽轮机和发电机,所述槽式反光镜阵列的出口端通过管路与热罐的进口连通;所述热罐的出口通过第一管路与换热系统的熔盐管路的进口连通,所述换热系统的熔盐管路的出口通过管路与冷罐的进口连通,所述冷罐的出口通过第二管路与槽式反光镜阵列的进口端连通;

24、所述换热系统的水管路的过热蒸汽出口端通过管路与蒸汽轮机的进口端连通,所述蒸汽轮机的出口端通过管路与冷却系统的进口连通,所述冷却系统的出口通过第三管路与换热系统的水管路的冷却水进口端连通;所述蒸汽轮机与发电机电连接。

25、进一步的,还包括用于对来自锅炉烟气降温及脱水的烟气预处理系统,用于变压吸附预处理后的烟气并排出氮气和氧气的psa1系统、用于对psa1系统解吸气中的二氧化碳进一步变压吸附提纯的psa2系统、用于对psa2系统二氧化碳解吸气加压液化及去除水分和腐蚀性杂质的二氧化碳压缩提纯系统、用于对二氧化碳压缩提纯系统产出的二氧化碳通过精馏塔进一步精提纯后贮存至成品罐内的精馏贮存系统、用于对psa1系统中排出的含氮气和氧气的烟气进行变压吸附并排出高纯氮气的psa制高纯氮系统;

26、所述烟气预处理系统包括引风机、第一冷却器和分水罐,锅炉烟道与所述引风机入口通过管道相连接,第一冷却器热端入口与引风机出口通过管道相连接,分水罐入口与第一冷却器热段出口通过管道相连接。

27、进一步的,二氧化碳压缩提纯系统包括缓冲罐、第二冷却器、分水罐、第三压缩机、稳压罐、脱硫床、干燥床、第三冷却器、预冷器、液化器和制冷系统,第二冷却器的热段入口通过管道与缓冲罐的出口相连接,分水罐的入口与第二冷却器热段出口通过管道相连接;第三压缩机的进口与分水罐顶部的排气口通过管道相连接;第三压缩机的出口与稳压罐的入口通过管道相连接,稳压罐的出口与脱硫床的入口通过管道相连接,脱硫床的出口与干燥床的入口通过管道相连接,干燥床的出口与第三冷却器的热段入口通过管道相连接,第三冷却器的热段出口与预冷器的热段入口通过管道相连接,预冷器热段出口与液化器的热段入口通过管道相连接;所述psa2系统的解吸气母管通过管道与真空泵的入口连接,所述缓冲罐的入口通过管道与真空泵的出口相连接,缓冲罐对由真空泵输送来的psa2系统的解吸气进行缓冲稳压。

28、本发明的有益效果:

29、1、本装置提供用塔式太阳能光热发电、槽式太阳能光热发电与光伏联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳和氮气的方法,将光伏和光热两种发电方式相结合,优势互补,提高太阳能的利用效率。

30、2、本装置采用的燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统,能够极大地减少烟气的碳排放量,同时回收烟气中的二氧化碳、氮气,并能将二氧化碳、氮气的浓度提纯至工业级。

31、3、本装置采用的燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统,设备运行稳定性高,不易产生堵塞,维修方便。


技术特征:

1.一种联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,包括塔式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统、储能系统、回收二氧化碳动力设备配电系统,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,所述塔式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统、光伏发电系统、回收二氧化碳动力设备配电系统之间设置自动切换装置,切换方式为:当光伏发电系统向回收二氧化碳动力设备供电的电压低于额定电压5%时,则塔式太阳能光热发电系统优先向回收二氧化碳动力设备供电,当塔式太阳能光热发电系统蒸汽气压不能驱动汽轮机时,则由槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统向回收二氧化碳动力设备供电;当上述三个系统无法向回收二氧化碳动力设备供电时,则直接通过发电厂的厂用电系统向回收二氧化碳动力设备供电。

3.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,位于所述回收二氧化碳动力设备配电系统上的汽轮发电机组,主蒸汽回路采用两侧管道联通,由电动阀门自动操作方式,当塔式太阳能光热发电系统向回收二氧化碳动力设备配电系统供电时,槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统侧主蒸汽阀门关闭;

4.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,所述太阳能光伏发电系统通过光伏组件转化为直流电力,再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流并入电网。

5.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,所述光伏发电系统的光伏板发电单元采用多个胎压表脑功能电池组串联组成,各太阳电池组串按接线划分的汇流区,输入防雷汇流箱经电缆接入直流配电柜,然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜接入400v配电装置。

6.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,还包括监控系统,所述监控系统采用基于modbus协议的rs485总线系统,分成站控层和现场控制层;

7.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,所述塔式太阳能集热系统包括可透光光伏电池、聚光装置、吸热器、发电装置以及储热系统、所述可透光光伏电池与聚光装置相连,可透光光伏电池以及吸热器依次设置于聚光装置的反射光路上,发电装置以及储热系统与吸热器相连,发电装置与储热系统相连;

8.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,所述槽式抛物面反射镜太阳能热发电与光伏发电联合系统系统中,所述槽式抛物面反射镜太阳能热发电包括槽式反光镜阵列、冷罐、热罐、换热系统、冷却系统、蒸汽轮机和发电机,所述槽式反光镜阵列的出口端通过管路与热罐的进口连通;所述热罐的出口通过第一管路与换热系统的熔盐管路的进口连通,所述换热系统的熔盐管路的出口通过管路与冷罐的进口连通,所述冷罐的出口通过第二管路与槽式反光镜阵列的进口端连通;

9.根据权利要求1所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,还包括用于对来自锅炉烟气降温及脱水的烟气预处理系统,用于变压吸附预处理后的烟气并排出氮气和氧气的psa1系统、用于对psa1系统解吸气中的二氧化碳进一步变压吸附提纯的psa2系统、用于对psa2系统二氧化碳解吸气加压液化及去除水分和腐蚀性杂质的二氧化碳压缩提纯系统、用于对二氧化碳压缩提纯系统产出的二氧化碳通过精馏塔进一步精提纯后贮存至成品罐内的精馏贮存系统、用于对psa1系统中排出的含氮气和氧气的烟气进行变压吸附并排出高纯氮气的psa制高纯氮系统;

10.根据权利要求9所述的联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,其特征在于,二氧化碳压缩提纯系统包括缓冲罐、第二冷却器、分水罐、第三压缩机、稳压罐、脱硫床、干燥床、第三冷却器、预冷器、液化器和制冷系统,第二冷却器的热段入口通过管道与缓冲罐的出口相连接,分水罐的入口与第二冷却器热段出口通过管道相连接;第三压缩机的进口与分水罐顶部的排气口通过管道相连接;第三压缩机的出口与稳压罐的入口通过管道相连接,稳压罐的出口与脱硫床的入口通过管道相连接,脱硫床的出口与干燥床的入口通过管道相连接,干燥床的出口与第三冷却器的热段入口通过管道相连接,第三冷却器的热段出口与预冷器的热段入口通过管道相连接,预冷器热段出口与液化器的热段入口通过管道相连接;所述psa2系统的解吸气母管通过管道与真空泵的入口连接,所述缓冲罐的入口通过管道与真空泵的出口相连接,缓冲罐对由真空泵输送来的psa2系统的解吸气进行缓冲稳压。


技术总结
本发明公开了一种联合发电系统在电厂烟气中回收二氧化碳的方法,包括塔式太阳能集热系统、槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统与光伏联合发电系统、回收二氧化碳动力设备配电系统,塔式太阳能集热系统包括太阳能镜场、塔式太阳能集热塔和塔式太阳能集热器,塔式太阳能集热器设置在塔式太阳能集热塔上,太阳能镜场将阳光反射到塔式太阳能集热器上。能够极大地减少烟气的碳排放量,能够同时回收烟气中的二氧化碳、氮气,并能将二氧化碳、氮气的浓度提纯至工业级.该系统设备运行稳定性高,不易产生堵塞,维修方便。并且在当光热发电不能向系统输电时,改由储能电站向系统输电。

技术研发人员:林长贵
受保护的技术使用者:江苏亿万物联科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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