[发明专利]基于CaCO3

权利要求书

1.一种基于CaCO₃/CaO体系的太阳能热化学储能系统，其特征在于，该系统包括太阳能集热装置、储能装置、CO₂分离装置、CO₂补充装置和发电装置；

所述的太阳能集热装置包括定日镜场(1)和移动挡板(2)；所述的移动挡板(2)能够完全覆盖反应器(3)的中间段(3c)中锯齿形扩展结构(3f)，位于面向定日镜场(1)的一侧，移动挡板(2)的移动能够决定锯齿形扩展结构(3f)的向光面是否接受来自定日镜场(1)的聚焦太阳辐照；

所述的储能装置包括反应器(3)、旋风分离器(9)、下降管A(11)、下降管B(15)、CaCO₃储罐(12)、CaO储罐(16)、螺旋给料机(18)、低温蓄热器(24)、风机A(25)、液氮汽化器A(28)、液氮储罐(30)、高温蓄热器(32)、风机B(33)、高压二氧化碳储罐(35)、真空泵(44)、水泵B(45)和水箱(46)；CaCO₃储罐(12)和CaO储罐(16)中分别存储CaCO₃颗粒(42)和CaO颗粒(43)；CaCO₃储罐(12)的上部与下降管A(11)的底端连接；CaO储罐(16)的上部与下降管B(15)的底端连接；CaCO₃储罐(12)和CaO储罐(16)的下部与螺旋给料机(18)的两个顶部接口相连，并在连接处分别设置有颗粒阀门C(13)和颗粒阀门E(17)；螺旋给料机(18)与反应器(3)中的中间段(3c)连接，两者之间设置有颗粒阀门F(19)；反应器(3)中的渐缩段(3d)的出口设置有气体阀门A(5)和颗粒阀门A(6)；旋风分离器(9)的入口(9a)与反应器(3)的渐缩段(3d)相连，并在连接处设有颗粒阀门A(6)；旋风分离器(9)的颗粒出口(9c)与下降管A(11)和下降管B(15)的顶端连接，并在与下降管A(11)和下降管B(15)的连接处分别设置有颗粒阀门B(10)和颗粒阀门D(14)；旋风分离器(9)的气体出口(9b)与高温蓄热器(32)的第一气体入口(32a)之间设置有气体阀门B(7)、温度分析仪B(8)、气体阀门D(21)；低温蓄热器(24)的气体出口与反应器(3)中的进气室(3a)之间设置有用于测试下一次化学反应之前的气体温度的温度分析仪A(4)；低温蓄热器(24)的气体入口与高温蓄热器的第一气体出口(32b)之间设置有气体组分分析仪(31)、气体阀门G(26)和风机A(25)；高压二氧化碳储罐(35)和高温蓄热器(32)的第二气体入口(32c)之间设置有气体阀门I(34)和风机B(33)；高温蓄热器(32)的第二气体出口(32d)和反应器(3)中的进气室(3a)之间设置有气体阀门F(23)和温度分析仪A(4)；液氮储罐(30)和液氮汽化器A(28)之间设置有低温液体阀门A(29)；液氮汽化器A(28)、水箱(46)和水泵B(45)采用循环管路依次连接；高温蓄热器的第一气体出口(32b)和真空泵(44)的入口之间设置有气体阀门H(27)，真空泵(44)出口气体用于加热水箱(46)中的液态水；

所述的CO₂分离装置包括低温液体阀门B(47)、液氮汽化器B(49)、气体阀门K(50)和低温气固分离器(51)；液氮汽化器B(49)的液氮入口(49a)与液氮储罐(30)之间设置有低温液体阀门B(47)；液氮汽化器B(49)的氮气出口(49b)将汽化形成的N₂的排空；液氮汽化器B(49)的N₂+CO₂混合气体入口(49c)和真空泵(44)的出口之间设置有气体阀门K(50)，流经气体阀门K(50)的N₂+CO₂混合气体在水箱(46)中进行冷却；液氮汽化器B(49)的N₂+CO₂气固混合物出口(49d)与低温气固分离器(51)的入口(51a)相连；低温气固分离器(51)的气体出口(51b)将分离出的N₂的排空；低温气固分离器(51)的颗粒出口(51c)与固态CO₂储罐(52)相连；

所述的CO₂补充装置包括固态CO₂储罐(52)、加热器(53)、气体阀门L(54)和二氧化碳压缩机B(55)；固态CO₂储罐(52)内置有加热器(53)，固态CO₂储罐(52)的出口与气体阀门L(54)、二氧化碳压缩机B(55)和高压二氧化碳储罐(35)的入口采用循环管路顺次连接；

所述的发电装置包括二氧化碳压缩机A(36)、二氧化碳透平(37)、二氧化碳-水换热器(38)、水泵A(39)、蒸汽透平(41)和冷凝器(40)；二氧化碳压缩机A(36)和二氧化碳透平(37)同轴连接，膨胀做功后的CO₂流出二氧化碳透平(37)在二氧化碳-水换热器(38)中释放余热后进入二氧化碳压缩机A(36)进行压缩后在高压二氧化碳储罐(35)中存储；水泵A(39)出口的高压未饱和水在二氧化碳-水换热器(38)中的吸收余热后在蒸汽透平(41)中做功，乏汽在冷凝器(40)冷凝后回到水泵A(39)入口，完成朗肯循环。