科创中国
一种可再生能源驱动的海水固碳装置
成果类型：: 新技术
发布时间: 2023-11-02 09:31:21
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市南开区| 佟一周 | 2023-11-03 15:48:24
本发明公开一种可再生能源驱动的海水固碳装置，涉及固碳装置技术领域，包括发电模块、气体储存模块、反应模块和预处理池；发电模块用于发电并提供电力；预处理池用于盛装海水，反应模块与预处理池相连通，反应模块与气体储存模块相连通；反应模块用于对预处理后的海水进行电解处理，气体储存模块用于储存海水电解后产生的氢气。
本发明中的可再生能源驱动的海水固碳装置，发电模块利用海洋中的风能和太阳能产生电力，为整体装置供电，产生的多余的电力可以并入电网；预处理池用于向海水内添加氧化钙，以调节海水的酸碱度，提高海水吸收二氧化碳的能力；反应模块用于对预处理后的海水进行电解，使海水能够电解产生氢气。
随着2030碳达峰和2060碳中和目标的提出和落实，未来我国的能源结构将呈现可再生能源逐渐替代传统化石能源的格局。然而以风能、光热、光伏为代表的新能源发电系统因地域、季节、气候、时间、政策、技术成熟度等原因存在电力供应不稳定，间歇性，不确定性的问题，难以与现有的电网系统相匹配，一些地方甚至出现弃风弃光的现象。海底二氧化碳封存技术将捕集到的二氧化碳加压液化后通过管道注入海平面以下3000米的海底，液态二氧化碳的密度比海水大，在海底成为二氧化碳湖。但一定海域的储碳能力有限，随着储存的二氧化碳越来越多，可能会破坏海底的生态平衡。海洋中有丰富的镁资源，通过电解海水中氯化镁可以提取镁单质，但电解通常消耗大量的电能，造成提镁成本偏高。
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提供一种利用可再生能源发电的固碳海水提镁能源系统及方法，利用电网无法消纳的可再生能源电力电解海水中提取的氯化镁，生成的镁单质一部分用于和碳储存装置的二氧化碳反应生成氧化镁和碳单质实现碳的固定，固碳反应放出的大量热被海水分离出的淡水吸收进入蒸汽透平做功发电。实现了对可再生能源发电的有效利用和二氧化碳的固定，也降低了海水提镁的成本。
技术转让：一种利用可再生能源发电的固碳海水提镁能源系统，其特征在于，包括海水提镁系统、固碳系统和蒸汽发电系统；所述海水提镁系统包括煅烧装置(3)、膜分离装置(4)、反应池(6)、水合物生成装置(10)、脱水干燥装置(12)、电解镁装置(11)和可再生能源发电系统(13)；所述固碳系统包括二氧化碳封存平台(1)、气化装置(2)、固碳反应器(8)和碳分离装置(9)；所述蒸汽发电系统包括水处理装置(5)、固碳反应器(8)、汽水分离装置(7)、蒸汽透平(14)、发电机(15)、凝汽器(16)、凝结水泵(17)和给水泵(18)；所述海水提镁系统中，膜分离装置(4)的进口连接海水，淡水出口连接水处理装置(5)入口，浓盐水出口连接反应池(6)入口，反应池(6)的另一侧入口连接煅烧装置(3)出口，反应池(6)出口连接水合物生成装置(10)入口，水合物生成装置(10)另一侧入口连接盐酸进口，水合物生成装置(10)出口连接脱水干燥装置(12)入口，脱水干燥装置(12)出口连接电解镁装置(11)入口，电解镁装置(11)另一侧入口连接碳分离装置(9)的氯化镁出口，电解镁装置(11)的镁单质出口连接固碳反应器(8)的镁单质入口；所述固碳系统中，二氧化碳封存平台(1)入口连接海底二氧化碳湖，二氧化碳封存平台(1)出口连接气化装置(2)入口
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