用于存储电能的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9829291阅读:来源:国知局
体混入甲烧/碳氧化物混合物,并且冷却至 200至250 °C范围内的溫度。
[0024] 已经除去的热量可用于产生电能。在下一个反应阶段,其余碳氧化物的甲烧化如 本方法的其他实例中进行。此处,也通过添加由电解获得的氨气来设置化学计量比。来自放 热甲烧化反应的废热用于生成能量或作为区域供热的热量。
[0025] 产生的甲烧可W仍含有二氧化碳的残留物。运些从二氧化碳的清除设备分离,并 且返回进料至甲烧化反应。聚酷亚胺中空纤维膜可用于分离二氧化碳。然后干燥并且压缩 甲烧气体。此外,调节甲烧气体W使其符合允许引入气网的氨气化2)的比例。甲烧气体可W 如本方法的每步骤b)随后进料入公共天然气网用于存储。作为替代,还可W考虑将甲烧气 体存储在压力容器中。
[0026] 当需要能量时,产生的甲烧气体可如本方法的每步骤C)用于在甲烧-能量转化装 置中生成能量。为了此目的,首先借助于换热器中的工艺热量预热甲烧气体。随后将甲烧气 体进料至等离子氨气生成器。在等离子氨气生成器中,进行甲烧分解成碳(烟尘)和气态氨。 例如通过微波注入生成等离子。甲烧的等离子分解发生在约400至600°C的相对低溫,W使 得热量损耗最小化。在安装在等离子氨气生成器下游的过滤器中,烟尘与氨气分离。甲烧转 化成氨气和烟尘W约96%至97%的产率发生。还可W使用适合由甲烧产生氨气的其他方 法,例如"槽法炭黑工艺"或"德固赛炭黑工艺(Degussa black process)"(本领域技术人员 也称为气体炭黑德固赛工艺(Degussa process)),但运些W较低的有效性操作。在运些方 法中,甲烧气体是热分离的。为了此目的,甲烧气体/空气混合物进料至由多个小燃烧器帽 组成的燃烧器。
[0027] 那里形成的小火焰冲击水冷旋转漉,烟尘的部分沉积在该旋转漉中。其余的在下 游过滤装置中与气相分离。进一步的烟尘处理或者使用空气/氨气混合物类似W上描述的 等离子方法进行。
[0028] 作为替代,基于循环的漠化-氧化工艺的甲烧-能量转化装置可用于由甲烧生成能 量。工艺包括两个放热反应步骤。在第一步骤中,甲烧与漠随着烟尘的消除而反应W形成漠 化氨。在第二步骤中,漠化氨氧化成水,漠再次放出并且重新使用。
[0029] 已经分离的烟尘在造粒设备中团聚并且冷却。作为造粒设备,有可能使用例如鼓 式造粒器。下游干燥器在烟尘被存储在存储器中之前干燥烟尘。从存储器,烟尘可W随后装 载在合适的运输工具上W便运回至能量-甲烧转化装置。烟尘可随后再次通过该方法用于 产生甲烧。
[0030] 由甲烧裂解的氨气可W然后用于生成能量。为了此目的,氨气可W与燃烧空气混 合,并且在燃气满轮机中燃烧。燃气满轮机驱动电力生成器,借助于其产生电能。来自燃烧 的废气可用于在蒸汽生成器中产生工艺蒸汽。工艺蒸汽可W随后用于干燥烟尘和/或预热 甲烧气体。
[0031 ]还可W考虑借助于燃料电池将氨气转化成电能,或者使用氨气用于其他目的,例 如用于给氨气动力车辆提供燃料或者用于加热。
[0032] 在本方法的优选实施方案中,能量-甲烧转化装置和甲烧-能量转化装置是彼此空 间分开的,甲烷烃由公共气网运输。运使得有可能在能量生成器附近产生甲烧气体和在能 量消费者附近进行甲烧气体转化成电能。
[0033] 在本发明的另一实施方案中,本方法的步骤a)中的甲烧的产生或者本方法的步骤 C)中的能量生成中产生的热量至少部分地进料入区域供热网络。
[0034] 所述装置的效率可W通过W能量-热量禪合的形式使用热量来增加。
[0035] 能量-甲烧转化中需要的电能优选地由可再生资源生成。来自风能和太阳能装置 的电能是特别合适的,因为在运些发电装置的情况下,产量取决于天气条件和一年的时节, 并且与能量消费者的需求不匹配。目前不能被消费者使用的剩余能量可W随后用于产生甲 烧。
[0036] 此外,建议一个系统,该系统包括:能量-甲烧转化装置,其中电能与烟尘和水一起 转化成甲烧;和甲烧-能量转化装置,其中甲烧随着烟尘的消除转化成氨气,并且随后转化 成电能,该系统提供有用于将烟尘从甲烧-能量转换装置再循环至能量-甲烧转化装置的工 具。
[0037] 甲烧-能量转换装置是提供有用于收集、团聚和干燥烟尘的用于此目的的设施。烟 尘暂时存储在存储器中,并且可W从那里装载到运输工具中,诸如货车或轨道车。能量-甲 烧转化装置提供有用于将烟尘从运输工具卸载到存储器中的设施。
[0038] 从存储器,烟尘可W随后用于产生甲烧。能量-甲烧转化装置和甲烧-能量转化装 置二者都进行描述的方法,W使得碳在回路中运送。此处,碳W固体形式再循环,使得简单 的处理是可能的。
[0039] 发明的优点
[0040] 本发明的方法和本发明的系统不使用碳作为能量来源,但作为氨气的载体。碳一 次引入本方法,并且随后循环。不发生C〇2或其他改变气候的气体的排放。
[0041] 能量生成需要的氨气借助于来自可再生能源的能量获得,诸如建议方法中的风能 和太阳能。即使今天,当风或太阳可用时,运些提供大量电能,但运些量不能频繁地使用或 "消费"。运些剩余能量可W随后借助于建议方法转化成甲烧,甲烧气体存储在公共天然气 网中。天然气网可W仅用小的压力增加而容纳大量气体。与能量载体甲烧的简单存储相比, 天然气网还允许长途运输,W使得甲烧气体转化回电能可W在消费者附近实现。运显著地 减轻了电网的负荷,因为大部分的可再生能源(例如来自离岸风能发电站)远离能量消费者 生成。
[0042] 如果需要,还可W借助于建议方法W氨气形式带走存储的能量,并且运可W例如 用于给氨气动力车辆提供燃料。
[0043] 与用于来自可再生能源的甲烧的转化和使用的已知方法相比,在简单处理的回路 中运送碳。甲烧的分解中获得的烟尘可W完全地与氨气分离,并且存储而无大的支出。固体 碳的运输和处理也不如气态C〇2的处理复杂。
【附图说明】
[0044] 本发明将借助于W下附图、附图标记列表和权利要求更详细地描述。
[0045] 图中示出:
[0046] 图1用于存储电能的方法的流程,
[0047] 图2能量-甲烧转化装置的第一实施方案的流程,
[0048] 图3能量-甲烧转化装置的第二实施方案的流程,
[0049] 图4能量-甲烧转化装置的第Ξ实施方案的流程,和
[0050] 图5甲烧-能量转换装置的流程。
【具体实施方式】
[0051] 在本发明的工作实施例的W下描述中,相同或类似的组件和元件由相同或类似的 附图标记表示,个别情况下的运些组件或元件的重复描述省去。W上图纯示意性地描述本 发明的主题。
[0052] 图1示出用于存储电能的建议方法的流程。
[0053] 图1示意性地示出能量-甲烧转化装置90和甲烧-能量转化装置92。当存在来自可 再生能源的剩余电能时,能量-甲烧转化装置90从能量网10取得电能。可再生能源可W特别 地为风能12或太阳能14,但还可W来源于其他来源16,诸如水电能。
[0054] 在能量-甲烧转化装置90中使用电能
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