1.一種儲存和釋放電能的系統(tǒng),其特征在于,
該系統(tǒng)包括含碳氧化合物凈化系統(tǒng)、造氣系統(tǒng)、甲烷化系統(tǒng)、甲烷化系統(tǒng)的蒸汽取熱系統(tǒng)、蒸汽透平系統(tǒng)(35)、產(chǎn)品分離系統(tǒng)、產(chǎn)品儲存系統(tǒng)和燃氣發(fā)電系統(tǒng);
所述含碳氧化合物凈化系統(tǒng)的含碳氧化合物出口以及所述造氣系統(tǒng)的氫氣出口均與所述甲烷化系統(tǒng)的反應(yīng)物入口連通;
所述甲烷化系統(tǒng)的產(chǎn)品出口與所述產(chǎn)品分離系統(tǒng)的產(chǎn)品入口連通;
所述產(chǎn)品分離系統(tǒng)的工藝冷凝液出口與所述造氣系統(tǒng)的凈水裝置(40)入口連通,且與所述蒸汽取熱系統(tǒng)的蒸汽入口連通;
所述產(chǎn)品分離系統(tǒng)的產(chǎn)品出口與所述產(chǎn)品儲存系統(tǒng)的產(chǎn)品入口連通,所述產(chǎn)品儲存系統(tǒng)的第一產(chǎn)品出口與所述燃氣發(fā)電系統(tǒng)的燃氣入口連通;
所述產(chǎn)品儲存系統(tǒng)設(shè)置有將產(chǎn)品送入天然氣管網(wǎng)的天然氣管網(wǎng)出口;
所述蒸汽取熱系統(tǒng)的蒸汽出口與蒸汽透平系統(tǒng)(35)的蒸汽入口連通,所述蒸汽透平系統(tǒng)(35)的冷凝液出口與所述產(chǎn)品分離系統(tǒng)的工藝冷凝液出口連通;所述產(chǎn)品儲存系統(tǒng)的第二產(chǎn)品出口與所述蒸汽透平系統(tǒng)(35)的產(chǎn)品入口連通,所述蒸汽透平系統(tǒng)(35)設(shè)置有送出液化天然氣的液化天然氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng),其特征在于,所述含碳氧化合物凈化系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的水解反應(yīng)器(32)、精脫硫反應(yīng)器(31)和脫氧、脫硝反應(yīng)器(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng),其特征在于,所述造氣系統(tǒng)還包括錳鹽溶液電解槽(21)、錳稀酸反應(yīng)裝置(42)、氫氣壓縮機(34)以及交直流整流裝置(41);
所述錳鹽溶液電解槽(21)的金屬錳出口與所述錳稀酸反應(yīng)裝置(42)的金屬錳入口連通,所述錳鹽溶液電解槽(21)的錳鹽溶液入口與所述錳稀酸反應(yīng)裝置(42)的錳鹽溶液出口連通;所述錳稀酸反應(yīng)裝置(42)的氫氣出口與氫氣儲罐(46)氫氣入口連通;所述氫氣儲罐(46)的氫氣出口與所述氫氣壓縮機(34)的氫氣入口連通;
所述氫氣壓縮機(34)的氫氣出口為所述造氣系統(tǒng)的氫氣出口;
所述交直流整流裝置(41)設(shè)置有電流入口和電流出口,所述電流出口與所述錳鹽溶液電解槽(21)的電流輸入端連通;
所述凈水裝置(40)的出口與所述錳鹽溶液電解槽(21)的入水口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng),其特征在于,所述甲烷化系統(tǒng)包括串聯(lián)和/或并聯(lián)的2-4臺甲烷化反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng),其特征在于,所述甲烷化系統(tǒng)包括串并聯(lián)連接的1#甲烷化反應(yīng)器(28)和2#甲烷化反應(yīng)器(29)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的系統(tǒng),其特征在于,所述甲烷化反應(yīng)器為具有高傳熱性能的熱管固定床反應(yīng)器和/或具有導流錐移熱的徑向床反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng),其特征在于,所述甲烷化系統(tǒng)的蒸汽取熱系統(tǒng)包括汽包(27)、中壓廢鍋和蒸汽過熱器(26)。
8.一種儲存和釋放電能的工藝,該工藝包括:
a、將所需儲存的電能送入造氣系統(tǒng)進行電解錳鹽溶液-錳金屬-錳稀酸造氣過程,得到氫氣;將含有含碳氧化合物的工業(yè)尾氣送入含碳氧化合物凈化系統(tǒng)進行凈化處理,得到含有含碳氧化合物的凈化氣;
b、將步驟a中所得的氫氣和凈化氣一起送入甲烷化系統(tǒng)進行甲烷化反應(yīng),得到產(chǎn)品和熱量;
c、將步驟b中所得產(chǎn)品送入產(chǎn)品分離系統(tǒng)進行分離,得到替代天然氣和工藝冷凝液;
d、將步驟c中所得的替代天然氣送入產(chǎn)品儲存系統(tǒng);將步驟c中所得的工藝冷凝液分別送入造氣系統(tǒng)的凈水裝置和蒸汽取熱系統(tǒng);
e、用電低谷時,將步驟d所述產(chǎn)品儲存系統(tǒng)中的替代天然氣送入天然氣管網(wǎng)和/或送入蒸汽透平系統(tǒng);用電高峰時,將替代天然氣送入燃氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電,得到電力;
f、將步驟b中所得的熱量用甲烷化系統(tǒng)的蒸汽取熱系統(tǒng)取走,蒸汽取熱系統(tǒng)所產(chǎn)生的蒸汽送入蒸汽透平系統(tǒng)液化來自產(chǎn)品儲存系統(tǒng)的替代天然氣,得到液化天然氣和透平冷凝液;將所述透平冷凝液分別送入造氣系統(tǒng)的凈水裝置和蒸汽取熱系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,所述所需儲存的電能為選自風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、火電、水電、核電和潮汐發(fā)電中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,所述含碳氧化合物為M值為2.8-3.2的一氧化碳和/或二氧化碳;所述M值為造氣系統(tǒng)所得氫氣的體積與含碳氧化合物中二氧化碳的體積之差同含碳氧化合物體積的比值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,所述凈化處理依次包括水解、脫硫、脫氧和脫硝處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,所述含碳氧化合物的凈化氣中硫含 量為15-200ppb,氮含量為20-1000ppm,氧含量為200-1500ppm。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,步驟a中所述造氣過程包括:將所需儲存的電能,經(jīng)交直流整流裝置整流,送入含錳鹽溶液電解槽進行電解,得到金屬錳;將所述金屬錳送入錳稀酸反應(yīng)裝置與稀酸進行反應(yīng),得到氫氣和錳鹽溶液;將錳鹽溶液返回到錳鹽溶液電解槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,步驟b中所述甲烷化反應(yīng)包括:將步驟a中所得的部分氫氣和凈化氣送入1#甲烷化反應(yīng)器進行甲烷化反應(yīng),得到的產(chǎn)品氣與另一部分氫氣和凈化氣一起送入2#甲烷化反應(yīng)器進行甲烷化反應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的工藝,其中,所述甲烷化系統(tǒng)的甲烷化反應(yīng)器的進口溫度為220-320℃,出口溫度為450-710℃,反應(yīng)壓力為0.8-6.5兆帕。