CN114247270A - 一种二氧化碳循环电吸附捕集及封存*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,风力发电***的输出端与AC‑DC变换器的输入端相连接,太阳能发电***的输出端经电能收集模块与滤波稳压电路的输入端相连接,AC‑DC变换器的输出端与滤波稳压电路的输出端并联连接后经电压电流检测电路与切换装置的输入端相连接,切换装置的输出端与电吸附二氧化碳捕集***的电源接口、DC‑AC变换器的输入端及电能存储单元相连接,DC‑AC变换器的输出端与电网相连接;控制器与切换装置及电压电流检测电路相连接,该***能够利用太阳能发电以及风力发电过程中的弃电来收集空气中的二氧化碳。
Description
技术领域
本发明属于节能环保领域,涉及一种二氧化碳循环电吸附捕集及封存***。
背景技术
太阳能和风能作为地球上最广泛、最具大的可再生能源,利用其进行发电逐步成为人们的共识,现有太阳能和风能发电主要是用于外送,外送过程中会产生一定的消耗,同时由于太阳能和风能具有不稳定性,产生的电能波动较大,因此经常出现弃电的现象,并且由于工业化进程的深入,空气中二氧化碳浓度逐年增高,如何能够收集或者降低空气中的二氧化碳以成为各行业的重要目标,基于上述两个重大问题,如何将两者结合起来,利用太阳能发电以及风力发电过程中的弃电来收集空气中的二氧化碳,将有效的提高新能源的利用率,同时降低空气中的二氧化碳浓度,然而现有技术中并没有给出类似的公开。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,该***能够利用太阳能发电以及风力发电过程中的弃电来收集空气中的二氧化碳。
为达到上述目的,本发明所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***包括控制***、风力发电***、AC-DC变换器、电压电流检测电路、太阳能发电***、电能收集模块、滤波稳压电路、切换装置、电能存储单元、DC-AC变换器、电网及电吸附二氧化碳捕集***;
风力发电***的输出端与AC-DC变换器的输入端相连接,太阳能发电***的输出端经电能收集模块与滤波稳压电路的输入端相连接,AC-DC变换器的输出端与滤波稳压电路的输出端并联连接后经电压电流检测电路与切换装置的输入端相连接,切换装置的输出端与电吸附二氧化碳捕集***的电源接口、DC-AC变换器的输入端及电能存储单元相连接,DC-AC变换器的输出端与电网相连接;
控制器与切换装置及电压电流检测电路相连接。
电吸附二氧化碳捕集***包括壳体、抽气泵、输送管道、地质封存***、提纯***及存储***;
壳体内设置有若干二氧化碳捕集板,其中,壳体的外壁上设置有电源接口、进气口及排气口,其中,电源接口与切换装置及各二氧化碳捕集板相连接,所述排气口与抽气泵的入口、输送管道的入口及提纯***的入口相连通,所述提纯***的出口与存储***相连通,输送管道的出口与地质封存***相连通;
所述存储***包括液化***及二氧化碳储罐;其中,所述提纯***的出口与液化***的入口相连通,所述液化***的出口与二氧化碳储罐相连通。
存储***包括二氧化碳高压储罐,其中,所述提纯***的出口与二氧化碳高压储罐的入口相连通。
所述进气口处设置有第一阀门。
所述输送管道上设置有第二阀门。
提纯***的入口处设置有第三阀门。
抽气泵的入口处设置有第四阀门。
各二氧化碳电吸附板均为波浪形结构,且各二氧化碳电吸附板平行且等间距分布。
各二氧化碳电吸附板上均设置有二氧化碳捕集翅片。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***在具体操作时,控制***根据电压电流检测电路检测到的数据计算切换装置输入端处的电功率,当切换装置输入端处的电功率大于等于预设电功率时,则通过切换装置,将直流电经DC-AC变换器后输送至电网中,以满足电网负荷需求,同时当在满足电网负荷需求的前提下,还有富余电能时,则将其存储于电能存储单元中,当切换装置输入端处的电功率小于预设电功率时,即可能存在弃电的现象时,则将富余的直流电输入到电吸附二氧化碳捕集***中,通过电吸附二氧化碳捕集***对空气中的二氧化碳进行吸附,以实现利用太阳能发电以及风力发电过程中的弃电来收集空气中的二氧化碳的目的,结构简单,操作方便,实用性极强。
附图说明
图1为本发明的原理图;
图2为本发明中电吸附二氧化碳捕集***12的结构示意图。
其中,1为风力发电***、2为AC-DC变换器、3为电压电流检测电路、4为太阳能发电***、5为电能收集模块、6为滤波稳压电路、7为切换装置、8为电能存储单元、9为抽气泵、10为DC-AC变换器、11为电网、12为电吸附二氧化碳捕集***、13为输送管道、14为提纯***、15为液化***、16为二氧化碳储罐、17为第一阀门、18为第二阀门、19为第三阀门、20为第四阀门。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,不是全部的实施例,而并非要限制本发明公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1及图2,本发明所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***包括控制***、风力发电***1、AC-DC变换器2、电压电流检测电路3、太阳能发电***4、电能收集模块5、滤波稳压电路6、切换装置7、电能存储单元8、DC-AC变换器10、电网11及电吸附二氧化碳捕集***12;
风力发电***1的输出端与AC-DC变换器2的输入端相连接,太阳能发电***4的输出端经电能收集模块5与滤波稳压电路6的输入端相连接,AC-DC变换器2的输出端与滤波稳压电路6的输出端并联连接后经电压电流检测电路3与切换装置7的输入端相连接,切换装置7的输出端与电吸附二氧化碳捕集***12的电源接口、DC-AC变换器10的输入端及电能存储单元8相连接,DC-AC变换器10的输出端与电网11相连接。
电吸附二氧化碳捕集***12包括壳体、抽气泵9、输送管道13、地质封存***、提纯***14、液化***15及二氧化碳储罐16;
壳体内设置有若干二氧化碳捕集板,其中,壳体的外壁上设置有电源接口、进气口及排气口,其中,电源接口与各二氧化碳捕集板相连接,所述进气口处设置有第一阀门17,所述排气口与抽气泵9的入口、输送管道13的入口及提纯***14的入口相连通,所述提纯***14的出口与液化***15的入口相连通,所述液化***15的出口与二氧化碳储罐16相连通,输送管道13的出口与地质封存***相连通;
所述输送管道13上设置有第二阀门18,提纯***14的入口处设置有第三阀门19,抽气泵9的入口处设置有第四阀门20。
各二氧化碳电吸附板均为波浪形结构,且各二氧化碳电吸附板上均设置有二氧化碳捕集翅片,各二氧化碳电吸附板平行且等间距分布。
本发明的工作原理为:
风力发电***1输出的交流电经AC-DC变换器2转换为直流电,太阳能发电***4输出的电经电能收集模块5进行收集,然后滤波稳压电路6进行滤波及稳压,滤波稳压电路6输出的直流电及AC-DC变换器2输出的直流电汇流后经电压电流检测电路3进行电压电流检测,然后进入到切换装置7中;
控制器通过电压电流检测电路3检测切换装置7输入端处的电压电流信号,并以此计算电功率,当切换装置7输入端处的电功率大于等于预设电功率时,则控制器控制切换装置7,将直流电经DC-AC变换器10转换为交流电后输送至电网11中;风力发电***1输出的电与太阳能发电***4输出的电能之和在满足上网负荷的前提下,还存在富余电能时,则将富余电能存储于电能存储单元8中;当切换装置7输入端处的电功率小于预设电功率时,则控制器控制切换装置7,将直流电切换至电吸附二氧化碳捕集***12,与此同时,打开第一阀门17及第四阀门20,通过抽气泵9将空气吸入壳体中,通过壳体内的二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片对空气中的二氧化碳进行吸附;当二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片累计吸附预设时间后,则关闭抽气泵9及第一阀门17,优先打开第三阀门19,通过切换装置7使得电流反向流过二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片,使得二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片吸附的二氧化碳释放出来,二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片释放的二氧化碳经提纯***14提纯,再经液化***15液化后进入到二氧化碳储罐16中存储,当二氧化碳储罐16内液位高度大于等于预设液位高度时,则关闭第三阀门19,打开第二阀门18,使得二氧化碳电吸附板及二氧化碳捕集翅片释放的二氧化碳经输送管道13进入到地质封存***中存储于地下;
另外,在实际工作时,在用电高峰期,可以通过电能存储单元8中存储的电能经DC-AC变换器10转换为交流电后上网,以满足电网11负荷,另外,当风力发电***1及太阳能发电***4输出的电能不能满足电吸附二氧化碳捕集***12正产工作时,则将电能存储单元8中存储的电能供给给电吸附二氧化碳捕集***12,使其正产工作时,在工作时,需要优先满足用电高峰期电网11负荷需求。
另外,需要说明的是,本发明中的液化***15及二氧化碳储罐16可以通过二氧化碳高压储罐替换,将二氧化碳以气体的形式存储于二氧化碳高压储罐中。
需要说明的是,本发明相对于现有技术具有以下优点:
1)当发电功率较低时,利用较低的电能收集空气中的二氧化碳;当发电功率较高时,则可以进行上网,以提高能源利用率;
2)在满足上网负荷的同时,可以进行电能的存储,存储方式包括但不仅限于蓄电池;
3)二氧化碳的使用有两种,一种是提纯后,液化,存储,外送,另一种是直接封存于地下;
4)实现自动检测,自动切换,自动控制,全自动控制运行,无需人员现场管理;
5)二氧化碳捕集板的横截面为波浪形结构,接触面积大,捕集效率高,同时配备有抽气泵9,增加空气流通,提高壳体内二氧化碳的浓度;
6)本发明能够实现空气中二氧化碳的收集,对实现碳中和具有重大意义,同时也可以实现碳交易,具有较好的经济价值。
Claims (10)
1.一种二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,包括控制***、风力发电***(1)、AC-DC变换器(2)、电压电流检测电路(3)、太阳能发电***(4)、电能收集模块(5)、滤波稳压电路(6)、切换装置(7)、电能存储单元(8)、DC-AC变换器(10)、电网(11)及电吸附二氧化碳捕集***(12);
风力发电***(1)的输出端与AC-DC变换器(2)的输入端相连接,太阳能发电***(4)的输出端经电能收集模块(5)与滤波稳压电路(6)的输入端相连接,AC-DC变换器(2)的输出端与滤波稳压电路(6)的输出端并联连接后经电压电流检测电路(3)与切换装置(7)的输入端相连接,切换装置(7)的输出端与电吸附二氧化碳捕集***(12)的电源接口、DC-AC变换器(10)的输入端及电能存储单元(8)相连接,DC-AC变换器(10)的输出端与电网(11)相连接;
控制器与切换装置(7)及电压电流检测电路(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,电吸附二氧化碳捕集***(12)包括壳体、抽气泵(9)、输送管道(13)、地质封存***、提纯***(14)及存储***,其中,壳体内设置有若干二氧化碳捕集板,其中,壳体的外壁上设置有电源接口、进气口及排气口,其中,电源接口与切换装置(7)及各二氧化碳捕集板相连接,所述排气口与抽气泵(9)的入口、输送管道(13)的入口及提纯***(14)的入口相连通,所述提纯***(14)的出口与存储***相连通,输送管道(13)的出口与地质封存***相连通。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,所述存储***包括液化***(15)及二氧化碳储罐(16);其中,所述提纯***(14)的出口与液化***(15)的入口相连通,所述液化***(15)的出口与二氧化碳储罐(16)相连通。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,存储***包括二氧化碳高压储罐,其中,所述提纯***(14)的出口与二氧化碳高压储罐的入口相连通。
5.根据权利要求2所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,所述进气口处设置有第一阀门(17)。
6.根据权利要求5所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,所述输送管道(13)上设置有第二阀门(18)。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,提纯***(14)的入口处设置有第三阀门(19)。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,抽气泵(9)的入口处设置有第四阀门(20)。
9.根据权利要求2所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,各二氧化碳电吸附板均为波浪形结构,且各二氧化碳电吸附板平行且等间距分布。
10.根据权利要求2所述的二氧化碳循环电吸附捕集及封存***,其特征在于,各二氧化碳电吸附板上均设置有二氧化碳捕集翅片。
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