[发明专利]一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置和方法以及应用

说明书

本申请属于节能减排技术领域，尤其涉及一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置和方法以及应用。本申请提供的一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置包括煅烧系统、金属氢氧化物制备系统、脱硫塔以及碳捕集塔；利用钙、镁或钾基化合物在不同形态下的物理化学特性，将储能调峰、脱硫和碳捕集工艺之间有机衔接，实现储能、脱硫和碳捕集一体化，降低了发电成本，提高了节能减排效果，解决了以燃料燃烧为主的发电企业存在发电成本高、节能减排空间有待提高的技术问题。

技术领域

本申请属于节能减排技术领域，尤其涉及一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置和方法以及应用。

背景技术

以化石能源、垃圾、生物质等燃料燃烧为主的发电企业正在积极开展储能调峰、碳捕集、脱硫等污染物减排相关技术升级改造，不断增强自身技术创新性，协调发展能源消耗与污染物减排的关系，谋求与新能源的共生之路。

现有发电企业储能调峰方式是指化学储能、热储能以及抽水蓄能等方式，化学储能是通过将电厂在用电低谷期发出的多余电量存储于化学电池中，待有需要时再将电能释放出来；而储热的能量储存方式为产汽企业在用汽低谷期将产生的多余热蒸汽加热具有较好热容量的物质，使热能传递至该物质内，待有需要时再将热能释放出来；抽水蓄能是电厂在用电低谷期将水从下池水库抽到上池水库时将电能转化成重力势能储存起来的形式。

现有发电企业碳捕集技术是指利用吸附、吸收、膜分离等成熟技术将二氧化碳从废气中分离出来，然后长期或永久储存起来；其中，乙醇胺吸收法和富氧燃烧法已获得工程应用。乙醇胺吸收法主要是利用经脱硝、除尘、脱硫后的烟气在吸收塔中与乙醇胺溶液逆向接触发生吸收反应，然后再将吸收了二氧化碳的富液进行加热再生；富氧燃烧法主要是将燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧，燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸汽以及少量其他成分，将燃烧产物进行适当除杂后即可获得捕集后的二氧化碳产品。

现有发电企业脱硫技术是指干法、半干法、湿法等技术路线，其中，干法脱硫工艺主要是利用压缩空气将脱硫剂(一般为氧化钙或氢氧化钙)直接喷淋至炉膛或烟道内，使脱硫剂与烟气中的二氧化硫反应；半干法脱硫工艺主要是利用高效雾化器将氢氧化钙浆液喷淋至脱酸塔内，使其与烟气中的二氧化硫反应；湿法脱硫工艺主要是利用高效雾化喷头将碳酸钙喷淋至吸收塔内，使其与烟气中的二氧化硫反应；也有很少数工艺方式采用了氧化镁或氢氧化钠等强碱性物质作为脱硫剂。

然而上述储能、脱硫、碳捕集技术路线存在各系统设备间相互独立、优缺点不能互补，导致现有以燃料燃烧为主发电企业存在发电成本高、节能减排空间有待提高的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置和方法以及应用，利用一种物质在不同形态下的物理化学特性，使储能调峰、脱硫和碳捕集工艺之间有机衔接，实现储能、脱硫和碳捕集一体化，降低了发电成本，提高了节能减排效果，解决了以燃料燃烧为主发电企业存在发电成本高、节能减排空间有待提高的技术问题。

本申请第一方面提供了一种储能、脱硫和碳捕集一体化的装置，所述装置包括煅烧系统、金属氢氧化物制备系统、碳捕集塔以及脱硫塔；

所述煅烧系统煅烧金属碳酸盐和/或金属氢氧化物，用于将能量储存在金属氧化物中；

所述金属氢氧化物制备系统与所述金属碳酸盐煅烧系统连通，用于释放储存在金属氧化物中的能量，将所述金属氧化物转化为金属氢氧化物；

所述碳捕集塔与所述金属氢氧化物制备系统连通，用于进行烟气中碳捕集分离，将所述金属氢氧化物转化为金属碳酸盐；

所述脱硫塔与所述碳捕集塔连通，用于进行烟气中脱硫，将所述金属碳酸盐转化为金属硫酸盐；

所述装置还包括CO₂收集系统；

所述CO₂收集系统用于收集所述金属碳酸盐煅烧系统煅烧过程中释放的CO₂；