本發(fā)明涉及能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前能源消耗的主要方式是含碳的化石燃料的氧化放熱，隨著全球能源消耗量日益增多，大氣中二氧化碳濃度的不斷升高，全球氣候變暖趨勢(shì)逐漸加劇。在目前國(guó)際范圍內(nèi)環(huán)境保護(hù)政策日益嚴(yán)格的形勢(shì)下，CO₂氣體的減排顯得尤為重要。與此同時(shí)，能源系統(tǒng)供需負(fù)荷變化增大，如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)劑控制負(fù)荷以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)效率和經(jīng)濟(jì)效益最大化成為亟待解決的問(wèn)題。

1983年科學(xué)家Richter等首次提出化學(xué)鏈燃燒的概念，其目的是降低熱電廠氣體燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熵變，提高能源使用效率。20世紀(jì)90年代后期，許多學(xué)者開(kāi)始把化學(xué)鏈燃燒作為一種CO₂捕捉的新型工藝進(jìn)行研究。其基本原理是將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸的燃燒借助于氧載體的作用而分解為2個(gè)氣固反應(yīng)，燃料與空氣無(wú)需接觸，由氧載體將空氣中的氧傳遞到燃料中。利用化學(xué)鏈燃燒可以排除氮氧化物對(duì)CO₂的分離產(chǎn)生影響，由于燃料與空氣不直接接觸，不會(huì)有氮氧化合物產(chǎn)生，燃料反應(yīng)器氣體產(chǎn)物僅有CO₂和H₂O，分離水分即可獲得純的CO₂，省卻了N₂/O₂分離裝置，提高了CO₂捕獲的效率。

氫氣作為一種清潔、高效的二次能源受到越來(lái)越多國(guó)家的重視，將氫氣儲(chǔ)能與發(fā)電相結(jié)合，可以在電力負(fù)荷較小的情況下利用氫氣儲(chǔ)能替代電力生產(chǎn)，利用氫氣儲(chǔ)能平衡電力負(fù)荷的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的優(yōu)化配置?；瘜W(xué)鏈燃燒系統(tǒng)通過(guò)控制反應(yīng)條件可以實(shí)現(xiàn)不同比例的氫氣輸出，將化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能與發(fā)電的聯(lián)合生產(chǎn)；化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的這部分氫氣一方面可以作為補(bǔ)燃系統(tǒng)的燃料，避免了傳統(tǒng)的補(bǔ)燃系統(tǒng)中含碳燃料的燃燒所產(chǎn)生的CO₂，實(shí)現(xiàn)CO₂的近零排放；另一方面還可以將氫氣作為目標(biāo)產(chǎn)物，利用氫氣的生產(chǎn)進(jìn)行儲(chǔ)能，通過(guò)控制系統(tǒng)的反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能和電力生產(chǎn)的部分轉(zhuǎn)換，在電力充足的情況下從發(fā)電向氫氣儲(chǔ)能生產(chǎn)轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)能源的合理利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題：

本發(fā)明的目的是利用化學(xué)鏈燃燒、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和余熱回收利用的方式實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲。本發(fā)明在高效捕獲CO₂的基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能和電力發(fā)電的按負(fù)荷需要生產(chǎn)配置，并且利用系統(tǒng)的余熱生產(chǎn)水蒸氣與供熱，提高整體能源利用的動(dòng)態(tài)效率，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)效益。

本發(fā)明所述的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)、燃汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、補(bǔ)燃系統(tǒng)、余熱回收利用系統(tǒng)。其中，所述化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)包括空氣反應(yīng)器、燃料反應(yīng)器、煅燒爐、氣固分離裝置和氣固換熱器，用以生產(chǎn)氫氣、高溫氣體資源及CO₂分離；所述燃汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括壓氣機(jī)、燃?xì)馔钙胶桶l(fā)電機(jī)，該系統(tǒng)利用化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)或者補(bǔ)燃系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫氣體進(jìn)行發(fā)電；所述補(bǔ)燃系統(tǒng)主要包括補(bǔ)燃燃燒室，在電力負(fù)荷較大的情況下接入，提升化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)輸入到燃?xì)馔钙饺肟诘臍怏w溫度，、供燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電使用，提高發(fā)電效率。所述余熱回收利用系統(tǒng)包括多種蒸發(fā)器、預(yù)熱器、過(guò)熱器、壓氣機(jī)、水泵以及熱交換器，用以回收燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)和化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體余熱資源，生產(chǎn)本發(fā)明系統(tǒng)內(nèi)部所需要的水蒸氣以及供熱。

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用所述系統(tǒng)進(jìn)行氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的方法，具體包括以下步驟：

所述化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)中，空氣、水蒸汽、還原態(tài)氧載體Ni和CO₂吸收劑CaO一起流入空氣反應(yīng)器中，在該反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)氧氣與氧載體反應(yīng)，生成氧化態(tài)氧載體NiO以及氮?dú)狻⑸倭康难鯕夂退魵獾幕旌蠚?；空氣反?yīng)器的出口連接第一氣固分離裝置和第二氣固分離裝置，第一氣固分離裝置分離出來(lái)的固態(tài)的CaO和NiO混合物流入煅燒爐中，第二氣固分離裝置分離出來(lái)的固態(tài)的CaO和NiO混合物通過(guò)氣固換熱器冷卻以后流入燃料反應(yīng)器中，并且與燃料反應(yīng)器中的甲烷反應(yīng)，生成還原態(tài)氧載體Ni、水蒸氣、氫氣和碳酸鈣；從第一氣固分離裝置和第二氣固分離裝置分離出的N₂/O₂/H₂O混合氣體流入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)或者補(bǔ)燃系統(tǒng)，在補(bǔ)燃系統(tǒng)中混合氣體與燃料反應(yīng)器產(chǎn)生的氫氣反應(yīng)放熱，提高混合氣的溫度達(dá)到特定的燃?xì)馔钙竭M(jìn)氣溫度，進(jìn)一步流入燃?xì)馔钙街信蛎涀龉?，?qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

所述余熱回收利用系統(tǒng)的可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)和化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)所產(chǎn)生的溫度范圍為600℃～1000℃的氣體余熱資源的回收及高、中、低溫梯級(jí)再利用，生產(chǎn)化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)所需的水蒸氣和供熱，最終經(jīng)過(guò)余熱回收利用系統(tǒng)的梯級(jí)再利用以后余熱資源的溫度降到100℃以下。其中，燃?xì)廨啓C(jī)尾氣依次流經(jīng)過(guò)熱器A1、蒸發(fā)器A2、預(yù)熱器A3產(chǎn)生水蒸氣，最終經(jīng)過(guò)熱交換器A4與供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換；煅燒爐中生成的高溫CO₂/H₂O的混合氣則依次流經(jīng)過(guò)熱器C1、過(guò)熱器C2、過(guò)熱器C3、蒸發(fā)器C4、壓氣機(jī)、蒸發(fā)器C5、預(yù)熱器C6生產(chǎn)水蒸氣，從蒸發(fā)器C4流到蒸發(fā)器C5的蒸汽被壓氣機(jī)增壓，用以提高水蒸汽的露點(diǎn)，確保水蒸汽在蒸發(fā)器C5中繼續(xù)保持氣態(tài)，從而產(chǎn)生本發(fā)明系統(tǒng)所需的足夠的蒸汽，經(jīng)過(guò)預(yù)熱器C6以后水蒸汽冷凝并且與CO₂氣體分離，隨后CO₂氣體將經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)行存儲(chǔ)或再利用。燃料反應(yīng)器產(chǎn)生的H₂/H₂O混合氣在存儲(chǔ)之前，一次經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器B1和熱交換器B2，進(jìn)行水蒸氣生產(chǎn)和供熱。

進(jìn)一步地余熱回收利用系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫水蒸汽供化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)使用，這部分水蒸氣可以用于冷卻從第二氣固分離裝置流入燃料反應(yīng)器的固體顆粒以及控制空氣反應(yīng)器、煅燒爐和燃料反應(yīng)器中的反應(yīng)條件。

進(jìn)一步地，所述氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的方法可以通過(guò)控制化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)的反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)在燃料反應(yīng)器中的氫氣產(chǎn)出，并且生成的CO₂可以被吸附劑CaO吸收生成碳酸鈣，實(shí)現(xiàn)燃料反應(yīng)器中氫氣的提純與CO₂氣體的捕獲。

本發(fā)明所述一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)及方法在CO₂捕獲和供熱的基礎(chǔ)上，還提供了一種可切換的電力和氫氣輸出模式：在電力負(fù)荷較大的情況下，接入補(bǔ)燃系統(tǒng)，利用補(bǔ)燃升溫的方法提高燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)入口氣體溫度，從而提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，并且利用燃料反應(yīng)器產(chǎn)生的部分氫氣作為補(bǔ)燃系統(tǒng)的燃料可以避免補(bǔ)燃系統(tǒng)產(chǎn)生額外的CO₂排放，實(shí)現(xiàn)以電力生產(chǎn)為主氫氣儲(chǔ)能為輔的能源利用方式；在電力負(fù)荷較小的情況下，可以省卻補(bǔ)燃系統(tǒng)，降低燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的入口氣體溫度，在實(shí)現(xiàn)較低發(fā)電需求的同時(shí)，提高氫氣儲(chǔ)能的比例，實(shí)現(xiàn)以氫氣儲(chǔ)能為主電力生產(chǎn)為輔的能源利用方式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)與方法，在CO₂氣體的近零排放的基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能、電力生產(chǎn)和供熱的聯(lián)產(chǎn)，顯著減少工業(yè)生產(chǎn)中溫室氣體的排放和提高能源的利用效率。本發(fā)明所述的余熱回收利用系統(tǒng)可以將化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的余熱資源回收再利用，生產(chǎn)系統(tǒng)本身所需的水蒸氣和供熱，充分提高系統(tǒng)的能源利用效率；本發(fā)明在特定工況下可以通過(guò)增加補(bǔ)燃系統(tǒng)提高系統(tǒng)發(fā)電效率，與傳統(tǒng)的以含碳燃料為主的補(bǔ)燃系統(tǒng)不同，本發(fā)明可以利用系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣作為補(bǔ)燃系統(tǒng)的燃料，不會(huì)產(chǎn)生額外的CO₂排放，在較高電力輸出的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)CO₂的近零排放；該系統(tǒng)還可以通過(guò)控制反應(yīng)條件，控制不同比例的電力和氫氣儲(chǔ)能產(chǎn)出，在確保發(fā)電要求的情況下實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)效率提高，從而實(shí)現(xiàn)能源利用的合理分配。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述的化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所述的以發(fā)電為主氫氣儲(chǔ)能為輔的工作方法示意圖

圖4是本發(fā)明所述的以氫氣儲(chǔ)能為主發(fā)電為輔的工作方法示意圖

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)及方法，下面結(jié)合具體實(shí)施方式本發(fā)明進(jìn)一步闡述。

本發(fā)明一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)，包括化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01、燃汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)02、補(bǔ)燃系統(tǒng)03、余熱回收利用系統(tǒng)04，其原理及結(jié)構(gòu)如附圖1所示：

空氣反應(yīng)器1的出口連接第一氣固分離裝置5和第二氣固分離裝置6，第一氣固分離裝置5的底部與煅燒爐3相連，第二氣固分離裝置6的底部經(jīng)過(guò)氣固換熱器7與燃料反應(yīng)器2相連。補(bǔ)燃燃燒室4入口分別與第一氣固分離裝置5的頂部、第二氣固分離器6頂部、燃料反應(yīng)器2出口相連，燃料反應(yīng)器2與外部燃料補(bǔ)給系統(tǒng)相連，煅燒爐3的出口與空氣反應(yīng)器1的入口相連，煅燒爐3的入口與燃料反應(yīng)器2的出口相連?？諝鈮簹鈾C(jī)8的出口分別與空氣反應(yīng)器1和燃?xì)馔钙?入口相連；燃?xì)馔钙?與補(bǔ)燃燃燒室4出口和發(fā)電機(jī)10相連。從燃?xì)馔钙?流出的尾氣依次流經(jīng)過(guò)熱器A1、蒸發(fā)器A2、預(yù)熱器A3產(chǎn)生水蒸氣，最終經(jīng)過(guò)熱交換器A4進(jìn)行供熱，并且燃?xì)廨啓C(jī)尾氣在經(jīng)過(guò)熱交換器A4以后實(shí)現(xiàn)水蒸氣冷凝及氣液分離。煅燒爐3流出的高溫混合氣依次流經(jīng)過(guò)熱器C1、過(guò)熱器C2、過(guò)熱器C3、蒸發(fā)器C4、壓氣機(jī)12、蒸發(fā)器C5、預(yù)熱器C6，CO₂/H₂O混合氣流經(jīng)預(yù)熱器C6以后實(shí)現(xiàn)水蒸氣冷凝，分離出的純CO₂氣體進(jìn)一步經(jīng)壓氣機(jī)13壓縮后進(jìn)行存儲(chǔ)或再利用。蒸發(fā)器B1分別與過(guò)熱器A1入口、蒸發(fā)器A2、蒸發(fā)器A3出口、過(guò)熱器C3入口、蒸發(fā)器C4出口、蒸發(fā)器C5、預(yù)熱器C6出口相連，實(shí)現(xiàn)水蒸氣的內(nèi)部流通。燃料反應(yīng)器2流出的高溫H₂/H₂O混合氣在氫氣提純之前被用來(lái)加熱蒸發(fā)器B1，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器B1以后的H₂/H₂O混合氣被進(jìn)一步通入熱交換器B2中與供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，經(jīng)過(guò)熱交換器B2以后，混合氣中水蒸氣冷凝，從而實(shí)現(xiàn)氫氣的進(jìn)一步提純。從過(guò)熱器A1流出的水蒸氣一部分流入空氣反應(yīng)器1中，另一部分則流入燃料反應(yīng)器2中。從過(guò)熱器C2流出的水蒸氣一部分流過(guò)氣固換熱器7冷卻從空氣反應(yīng)器1流入燃料反應(yīng)器2的固體混合物，隨后流入煅燒爐3中；另一部分從過(guò)熱器C2流出的水蒸氣由過(guò)熱器C1加熱以后直接流入煅燒爐3中，控制煅燒爐3內(nèi)部反應(yīng)條件。

基于附圖1所示的系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的方法，該方法包括：

所述化學(xué)燃燒系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)如附圖2所示。空氣流入空氣反應(yīng)器1中以后與其中的氧載體Ni反應(yīng)，生成氧化態(tài)氧載體NiO，經(jīng)過(guò)氣固分離裝置以后，N₂/O₂混合氣與固態(tài)的NiO與CaO混合物實(shí)現(xiàn)氣固分離，一部分固體混合物流入煅燒爐3中調(diào)控其內(nèi)部溫度，另一部分固體混合物則經(jīng)過(guò)氣固換熱器7降溫以后流入燃料反應(yīng)器2中參與反應(yīng)。所述化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)還可以通過(guò)控制空氣反應(yīng)器1輸入到煅燒爐3和燃料反應(yīng)器2中固體混合物的比例以及水蒸汽流入量，控制煅燒爐3和燃料反應(yīng)器2內(nèi)部溫度及反應(yīng)物百分比。

所述燃料反應(yīng)器2中NiO、CaO、H₂O與甲烷發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

CH₄+2NiO→2Ni+CO₂+2H₂ (1)

CH₄+2NiO→2Ni+CO+H₂O+H₂ (2)

CH₄+2NiO→2Ni+C+2H₂O (3)

CH₄+H₂O→CO+3H₂ (4)

NiO+H₂→Ni+H₂O (5)

NiO+CO→Ni+CO₂ (6)

通過(guò)控制燃料反應(yīng)器1中反應(yīng)物的比例可以控制產(chǎn)物的組分，當(dāng)進(jìn)入燃燒反應(yīng)器2的氧化態(tài)氧載體NiO充足情況下，反應(yīng)最終產(chǎn)物為還原態(tài)氧載體Ni、水蒸氣和碳酸鈣；通過(guò)減少氧化態(tài)氧載體NiO輸入量則可以降低甲烷的氧化比例，并且產(chǎn)生氫氣，控制化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01的其他反應(yīng)條件還可以進(jìn)一步控制氫氣的產(chǎn)量。在燃料反應(yīng)器中，CaO可以與CO₂氣體反應(yīng)，生成碳酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)燃料反應(yīng)器2中CO₂氣體捕獲以及反應(yīng)產(chǎn)物中氫氣的初步提純。燃料反應(yīng)器2產(chǎn)生的碳酸鈣和NiO的混合固體顆粒輸入到煅燒爐3中，在一定溫度下發(fā)生碳酸鈣的分解反應(yīng)，生成CaO和高溫的CO₂氣體，最終煅燒爐3內(nèi)的固體顆粒流入空氣反應(yīng)器中1進(jìn)行循環(huán)利用。本發(fā)明還可以通過(guò)控制流入空氣反應(yīng)器1的水蒸氣與氧載體含量、從空氣反應(yīng)器1流入煅燒爐3中固體混合物的含量、從空氣反應(yīng)器1流入燃料反應(yīng)器2中固體混合物的含量、空氣反應(yīng)器1的內(nèi)部溫度、燃料反應(yīng)器2的內(nèi)部溫度、煅燒爐3的內(nèi)部溫度、煅燒爐3中水蒸氣含量、燃料反應(yīng)器2中水蒸氣含量以及是否接入補(bǔ)燃系統(tǒng)等參數(shù)進(jìn)一步控制產(chǎn)氫效率、發(fā)電效率和CO₂捕獲效率的大小。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CO₂捕獲和供熱的基礎(chǔ)上，還提供了一種基于電力的需求的電力和氫氣儲(chǔ)能輸出比例可切換的工作方法：

如附圖3所示，為本發(fā)明在電力負(fù)荷較大時(shí)以發(fā)電為主氫氣儲(chǔ)能為輔的系統(tǒng)工作方法示意圖，在電力負(fù)荷較大的情況下，在化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)02之間接入補(bǔ)燃系統(tǒng)03，通過(guò)控制空氣反應(yīng)器1的內(nèi)部溫度為1040℃～1080℃范圍內(nèi)，確保CO₂的近零排放，并且利用補(bǔ)燃的方法將燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度升高到1200℃，從而提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01產(chǎn)生的部分氫氣進(jìn)一步作為補(bǔ)燃系統(tǒng)03的燃料，避免含碳燃料的燃燒產(chǎn)生額外的CO₂排放的同時(shí)，還可以通過(guò)控制流入補(bǔ)燃系統(tǒng)03中的氫氣含量調(diào)控發(fā)電和氫氣儲(chǔ)能輸出比例，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)為主氫氣儲(chǔ)能為輔的能源利用方式。

如附圖4所示，為本發(fā)明在電力負(fù)荷較小時(shí)以氫氣儲(chǔ)能為主發(fā)電為輔的系統(tǒng)工作方法示意圖，在電力負(fù)荷較小的情況下，可以省卻補(bǔ)燃系統(tǒng)03，直接將化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)02相連，該情況下進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)入口氣體溫度低于取得最佳發(fā)電效率時(shí)的入口溫度(1200℃)，在保證較低發(fā)電效率的同時(shí)獲得最高的氫氣儲(chǔ)能比例，實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)能為主電力生產(chǎn)為輔的能源利用方式。

化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01產(chǎn)生的CO₂/H₂O混合氣和H₂/H₂O混合氣以及燃?xì)廨啓C(jī)的尾氣，經(jīng)余熱回收利用系統(tǒng)04梯級(jí)回收利用生產(chǎn)水蒸氣以及給外部供熱，最終經(jīng)過(guò)高、中、低溫梯級(jí)利用的余熱資源溫度降低到100℃以下，在該溫度下水蒸氣發(fā)生冷凝，從而實(shí)現(xiàn)水蒸氣與氫氣和CO₂的分離與提純。余熱回收利用系統(tǒng)04產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)一步流入化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)01，用于冷卻從第二氣固分離裝置6流入燃料反應(yīng)器的固體顆粒以及控制空氣反應(yīng)器1、煅燒爐3和燃料反應(yīng)器2中的反應(yīng)條件。

綜上，本發(fā)明所述一種基于化學(xué)鏈燃燒的氫氣儲(chǔ)能、熱電聯(lián)產(chǎn)及CO₂捕獲的系統(tǒng)及方法，可以利用化學(xué)鏈燃燒的方法捕獲反應(yīng)產(chǎn)物中的CO₂氣體，減少工業(yè)生產(chǎn)中溫室氣體的排放，該系統(tǒng)還可以通過(guò)控制反應(yīng)條件，調(diào)控的電力和氫氣儲(chǔ)能的輸出比例，實(shí)現(xiàn)電力資源的按需生產(chǎn)，本發(fā)明還可以通過(guò)余熱回收利用系統(tǒng)梯級(jí)利用化學(xué)鏈燃燒系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱資源，生產(chǎn)本發(fā)明所需的水蒸氣及供熱，提高能源的利用效率。

盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不局限于上述的具體實(shí)施方法，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。