一种镁为载体的半闭式能量转换远传及固碳系统与方法

专利主权项内容

1.一种镁为载体的半闭式能量转换远传及固碳方法，其特征在于：采用镁为载体的半闭式能量转换远传及固碳系统，其包括利用可再生能源电力电解镁的子系统、镁与二氧化碳反应发电子系统、固碳子系统；所述利用可再生能源电力电解镁的子系统包括可再生能源发电厂(11)和电解镁厂(12)，可再生能源发电厂(11)的冗余电力输送系统与电解镁厂(12)连接，电解镁厂(12)通过运输环节(13)连接镁供给装置(14)；所述镁与二氧化碳反应发电子系统包括超临界二氧化碳循环回路和镁与二氧化碳的反应器(6)；所述超临界二氧化碳循环回路包括压缩机(1)，压缩机(1)出口分为三路，第一路连接低温回热器(2)低温侧进口，第二路与氧化镁固碳装置(3)进口连接，第三路与燃烧产物收集器(4)二氧化碳侧进口连接；低温回热器(2)低温侧出口与氧化镁固碳装置(3)出口汇合后与高温回热器(5)低温侧进口连接，高温回热器(5)低温侧出口与燃烧产物收集器(4)二氧化碳侧出口汇合后连接所述反应器(6)二氧化碳进口，所述反应器(6)二氧化碳出口连接除尘器(7)进口，除尘器(7)出口连接透平(8)进口，透平(8)出口连接高温回热器(5)高温侧进口，高温回热器(5)高温侧出口连接低温回热器(2)高温侧进口，低温回热器(2)高温侧出口连接预冷器(10)进口，预冷器(10)出口连接压缩机(1)进口；发电机(9)连接透平(8)；所述反应器(6)燃烧固体产物出口连接燃烧产物收集器(4)进口，镁供给装置(14)连接所述反应器(6)镁进口；二氧化碳供给装置(15)连接压缩机(1)进口；所述固碳子系统包括氧化镁固碳装置(3)和二氧化碳供给装置(15)，燃烧产物收集器(4)出口连接氧化镁固碳装置(3)固体进口，二氧化碳供给装置(15)连接氧化镁固碳装置(3)气体进口；所述方法的步骤为：步骤1：可再生能源电厂(11)的冗余电力提供给电解镁厂(12)，电解镁厂(12)生产的镁通过运输环节(13)输送至使用地点的镁供给装置(14)；步骤2：镁供给装置(14)向反应器(6)输入镁，镁与二氧化碳在反应器(6)中反应生成氧化镁和碳，2Mg+CO＝2MgO+C，反应器(6)释放的热量传递给进入反应器(6)的旁路二氧化碳工质；2步骤3：压缩机(1)出口的二氧化碳工质分为三路，第一路进入低温回热器(2)，第二路进入氧化镁固碳装置(3)吸收碳酸化反应热，第三路进入燃烧产物收集器(4)吸收燃烧产物余热，低温回热器(2)和氧化镁固碳装置(3)出来的两路二氧化碳工质汇合进入高温回热器(5)，高温回热器(5)出来的二氧化碳工质与燃烧产物收集器(4)出来的二氧化碳工质汇合，再进入反应器(6)吸热，再进入透平(8)膨胀做功，推动发电机(9)产生电能，透平(8)排气进入高温回热器(5)和低温回热器(2)将部分热量传递给二氧化碳工质后，再经预冷器(10)冷却，最后返回到压缩机(1)；步骤4：二氧化碳供给装置(15)向压缩机(1)和氧化镁固碳装置(3)输入二氧化碳，反应器(6)输出固体产物进入燃烧产物收集器(4)，分离出的氧化镁进入氧化镁固碳装置(3)，氧化镁固碳装置(3)中发生碳酸化反应MgO+CO＝MgCO，碳酸化反应热传递给二氧化碳工质。23