一种间歇式压缩系统、控制方法以及系统控制器与流程

本发明涉及储能，具体涉及一种间歇式压缩系统、控制方法以及系统控制器。

背景技术：

1、由于二氧化碳导致全球变暖，全球正在大力发展二氧化碳捕集、利用与封存，以实现大规模温室气体减排。二氧化碳可直接作为产品，在工业生产和居民生活中都有着广泛的用途，因此，进行二氧化碳资源化利用与二氧化碳封存，都具有重要意义。在各类二氧化碳捕集、利用与封存过程中，普遍会涉及到二氧化碳的压缩过程，例如：二氧化碳气体制造干冰过程，是先压缩二氧化碳以实现将其液化，再通过干冰机，采用节流膨胀工艺制得，二氧化碳的压缩过程是主要的耗能环节，能耗成本占比高，并且会产生碳足迹。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种间歇式压缩系统、控制方法以及系统控制器，可以减少耗能成本并且减少碳排放。

2、根据本发明的一方面，本发明一实施例提供的间歇式压缩系统，包括：第一压缩装置，所述第一压缩装置用于二氧化碳气体进行压缩；第一中间储能机构，所述第一中间储能机构的进口与所述第一压缩装置的第一出口连通，所述第一中间储能机构配置为将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体转化为处于气液固共存点的热力学状态的液体并存储；第二中间储能机构，所述第二中间储能机构的进口与所述第一中间储能机构的出口连通，所述第二中间储能机构配置将第一中间储能机构输出的二氧化碳气体压缩并转化为更高压力的液化二氧化碳，并存储液化二氧化碳；制干冰机构，所述制干冰机构的进口分别与所述第一压缩装置的第二出口以及所述第二中间储能机构的出口连通，所述制干冰机构配置为将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体制成干冰。

3、在一实施例中，所述第一中间储能机构包括：第一储罐，所述第一储罐用于存储二氧化碳，所述第一储罐内的二氧化碳处于气液固共存点的热力学状态，所述第一储罐的进口与所述第一压缩装置的第一出口连通，所述第一储罐配置为将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体转化为处于气液固共存点的热力学状态的液体并存储；其中，所述第一储罐的进口为所述第一中间储能机构的进口，所述第一储罐的出口为所述第一中间储能机构的出口。

4、在一实施例中，所述第二中间储能机构包括：第一液化压缩装置，所述第一液化压缩装置的进口与所述第一储罐的出口连通，所述第一液化压缩装置配置为将所述第一储罐中输出的二氧化碳气体压缩并转化为更高压力的液化二氧化碳；第二储罐，所述第二储罐的进口与所述第一液化压缩装置的出口连通，所述第二储罐的出口与所述制干冰机构连通，所述第二储罐配置为存储经所述第一液化压缩装置压缩液化后的液态二氧化碳；其中，第二储罐储存的二氧化碳处于液相的热力学状态，所述第一液化压缩装置的进口为所述第二中间储能机构的进口，所述第二储罐的出口为所述第二中间储能机构的出口。

5、在一实施例中，所述第一液化压缩装置包括：第一压缩组件，所述第一压缩组件的进口与所述第一储罐的出口连通，所述第一压缩组件配置为将所述第一储罐输出的二氧化碳气体增压至液化压力；第一液化组件，所述第一液化组件的进口与所述第一压缩组件的出口连通，所述第一液化组件的出口与所述第二储罐的进口连通，所述第一液化组件配置为将经过所述第一压缩组件增压后的二氧化碳冷凝为液态；其中，所述第一压缩组件的进口为所述第一液化压缩装置的进口，所述第一液化组件的出口为所述第一液化压缩装置的出口。

6、在一实施例中，制干冰机构包括：第二液化压缩装置，所述第二液化压缩装置的进口与所述第一压缩装置的第二出口连通，所述第二液化压缩装置配置为将所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体压缩并液化为液化二氧化碳；干冰机，所述干冰机的第一进口与所述第二液化压缩装置的出口连通，所述干冰机的第二进口与所述第二中间储能机构的出口连通，所述干冰机配置为将第二液化压缩装置液化压缩后的液化二氧化碳制成干冰，以及将所述第二中间储能机构输出的液化二氧化碳制成干冰；其中，所述干冰机的第二进口为所述制干冰机构的其中一个进口，所述第二液化压缩装置的进口为制干冰机构的另一个进口。

7、在一实施例中，所述第二液化压缩装置包括：第二压缩组件，所述第二压缩组件的进口与所述第一压缩装置的第二出口连通，所述第二压缩组件配置为将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳原料气增压至液化压力；第二液化组件，所述第二液化组件的进口与所述第二压缩组件的出口连通，所述第二液化组件配置为经过所述第二压缩组件增压后的二氧化碳冷凝为液态；其中，所述第二压缩组件的进口为所述第二液化压缩装置的进口，所述第二液化组件的出口为所述第二液化压缩装置的出口。

8、在一实施例中，所述干冰机的气体出口与所述第一压缩装置的进口连通。

9、根据本发明的另一方面，本发明一实施例提供的间歇式压缩系统的控制方法，应用于上述任一项实施例所述的间歇式压缩系统，间歇式压缩系统的控制方法包括：当用电时段位于平电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，然后控制制干冰机构将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体制成干冰；当用电时段位于谷电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，然后控制制干冰机构将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体制成干冰；同时，控制第一中间储能机构输出二氧化碳气体至第二中间储能机构，控制所述第二中间储能机构将第一中间储能机构输出的二氧化碳压缩并转化为更高压力的液化二氧化碳并存储；当用电时段位于峰电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，并控制压缩后的二氧化碳气体输入所述第一中间储能机构中存储；同时，控制所述第二中间储能机构输出液态二氧化碳至所述制干冰机构中制成干冰。

10、在一实施例中，所述第一中间储能机构包括：第一储罐，所述第一储罐的进口与所述第一压缩装置的第一出口连通；所述第二中间储能机构包括：第一压缩组件、第一液化组件以及第二储罐，所述第一压缩组件的进口与所述第一储罐的出口连通，所述第一液化组件的进口与所述第一压缩组件的出口连通，所述第二储罐的进口与第一液化压缩装置的出口连通；所述制干冰机构包括：第二压缩组件、第二液化组件以及干冰机，所述第二压缩组件的进口与所述第一压缩装置的第二出口连通，所述第二液化组件的进口与所述第二压缩组件的出口连通，干冰机的气体出口与所述第一压缩装置的进口连通；所述间歇式压缩系统的控制方法包括：当用电时段位于平电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，然后控制第二压缩组件将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳原料气增压至液化压力，控制第二液化组件将经过所述第二压缩组件增压后的二氧化碳冷凝为液态，控制干冰机将经过所述第二液化组件液化后的液化二氧化碳制成干冰，且控制所述干冰机中制干冰时排出的二氧化碳气体再输入回第一压缩装置；当用电时段位于谷电时段时，控制常压的二氧化碳原料气和干冰机输出的二氧化碳气体经第一压缩装置和第二压缩组件依次压缩至液化压力，再经第二液化组件冷凝液化，再输入干冰机制取干冰，且所述干冰机中制干冰时排出的二氧化碳气体再输入回第一压缩装置，同时，控制第一储罐输出二氧化碳气体至第一压缩组件，第一压缩组件将所述第一储罐输出的二氧化碳气体增压至液化压力，再控制第一液化组件将经过所述第一压缩组件增压后的二氧化碳冷凝为液态，最后将液态二氧化碳输入至第二储罐存储；当用电时段位于峰电时段时，控制二氧化碳原料气经第一压缩装置压缩至所述第一储罐的压力，然后输入至所述第一储罐中存储，同时，控制所述第二储罐输出液态二氧化碳至所述干冰机中制成干冰，所述干冰机中制干冰时排出的二氧化碳气体再输入回所述第一压缩装置。

11、根据本发明的另一方面，本发明一实施例提供的间歇式压缩系统的系统控制器，所述间歇式压缩系统的系统控制器包括：平电控制模块，用于当用电时段位于平电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，然后控制制干冰机构将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体制成干冰；谷电控制模块，用于当用电时段位于谷电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，然后控制制干冰机构将经过所述第一压缩装置压缩后的二氧化碳气体制成干冰；同时，控制第一中间储能机构输出二氧化碳气体至第二中间储能机构，控制所述第二中间储能机构将第一中间储能机构输出的二氧化碳气体压缩并转化为更高压力的液化二氧化碳并存储；峰电控制模块，用于当用电时段位于峰电时段时，控制第一压缩装置对二氧化碳气体进行压缩，并控制压缩后的二氧化碳气体输入所述第一中间储能机构中存储；同时，控制所述第二中间储能机构输出液态二氧化碳至所述制干冰机构中制成干冰。

12、本发明实施例提供的间歇式压缩系统、控制方法以及系统控制器，通过合理利用国家的分时电价政策，在二氧化碳的压缩过程中，在谷电时段分配更多的压缩耗能的工作，并储存中间产品，从而可减少在峰电时段压缩耗能的工作，使峰电时段的压缩耗能只有第一压缩装置的低压段压缩，并且保持二氧化碳原料气的全天连续输入，不影响上游二氧化碳捕集工艺的稳定运行，也保持干冰制作的全天连续运行，不影响干冰的稳定生产及供应，发挥节省电费成本和削峰填谷的作用，减少碳排放。