[发明专利]一种包括放散氮气储能发电装置的空分装置

说明书

本发明公开了一种包括放散氮气储能发电装置的空分装置，所述空分装置包括第一氮气压缩机(12)、氮气产品管道以及放散氮气管道，所述氮气产品管道和所述放散氮气管道并联到所述第一氮气压缩机，通过所述第一氮气压缩机加压后输出中压氮气产品和中压放散氮气；以及所述放散氮气储能发电装置包括储能回路和释能发电回路，所述放散氮气储能发电装置将所述中压放散氮气做为冷‑电转化介质，在所述储能回路中将所述中压放散氮气液化存储，并在所述释能发电回路中释能部分存储的液氮进行膨胀发电，所述释能发电回路中释能出口端氮气管道连通到所述氮气产品管道，输出中压氮气作为中压氮气产品。本发明降低了成本，提高了能量和物质利用率。

技术领域

本发明涉及电网调峰、储能发电技术、空分技术领域，特别是指一种包括放散氮气储能发电装置的空分装置和物质回收方法。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，生活用电规模不断提升，这导致了电网供电峰谷差日益增大，由于我国燃煤发电占比高，巨大的供电峰谷差需要大量调峰负荷机组，这使得机组发电效率降低，碳排放量大。同时，由于可再生能源发电输出具有不稳定性，难以满足电网负荷调控需求。储能技术日趋成为解决电网调控负荷的重要支撑技术。低温储能技术(LAES)是一种将电能转化为低温流体(如液空、液氮)的冷能进行储存，并在需要时利用汽化和膨胀手段将冷能转换为电能的储能技术，其具有安全性、无地理限制和环境友好等性质。但独立低温储能技术面临着系统不可逆损失大、能量循环回收效率低、初始设备数量多、初始投资大、成本回收期较长等问题。因此，将低温储能技术与现有工艺系统的高效匹配是解决其应用限制的重要手段。

作为工业生产领域的重要基础设备，空分工艺广泛应用于煤化工、石油炼化和冶金三大行业。空分工艺制冷能级与低温储能技术相匹配，且由于工业生产过程中存在的供需失衡问题，空分设备长期存在着氧气/氮气放散导致系统能量和物质利用率低的现状，这使得空分工艺与低温储能技术具有巨大的结合应用前景。

现阶段，现有技术已经提出利用液空和液氮两种空分储能相关技术，但关于利用空分装置中放散氮气的储能技术在现有技术中未有提到。另外，现有技术中释能过程液氮的回收利用也存在多种方式，将液氮加压复热气化后进行膨胀发电，但该方法仍然存在着冷能间接利用等问题，能源利用率较低。对此，本发明针对空分储能装置储能、释能过程工艺所存在的缺陷，提出了一种在空分装置中利用放散氮气的储能发电装置和物质回收方法，针对放散氮气进行再利用和物质能量的回收，对空分装置与低温储能技术的结合方式做出了新设计。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明要解决的技术问题是提供一种包括放散氮气储能发电装置的空分装置和物质回收方法，该储能发电装置和物质回收方法以空分装置的放散氮气为储能介质，包括与氮膨胀制冷空分装置共用氮气压缩机的储能过程，和以出口端氮气作为氮气产品替代原氮气产品的释能过程。本发明的物质回收方法，实现空分装置中放散氮气的再利用以及释能过程放散氮气物质能量的有效回收。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

本发明提供一种包括放散氮气储能发电装置的空分装置，其特征在于：所述空分装置包括第一氮气压缩机(12)、氮气产品管道以及放散氮气管道，所述氮气产品管道和所述放散氮气管道并联到所述第一氮气压缩机，通过所述第一氮气压缩机加压后输出中压氮气产品和中压放散氮气；以及所述放散氮气储能发电装置包括储能回路和释能发电回路，所述放散氮气储能发电装置将所述中压放散氮气做为冷-电转化介质，在所述储能回路中将所述中压放散氮气液化存储，并在所述释能发电回路中释能部分存储的液氮进行膨胀发电，所述释能发电回路中释能出口端氮气管道连通到所述氮气产品管道，输出中压氮气作为中压氮气产品。