专利名称：利用硫酸或强碱储存能量的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用硫酸或强碱储存能量的方法。
背景技术：
现有的储存能量的装置通常为可充电蓄电池组等，由于现有的储存能量的装置根 本不具有迅速储存大量能量的能力，导致水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场所发 出的电能，只能被直接输送到电网上供用户立即使用，但由于用户的用电多少存在着周期 变化，而水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场所发出的电能的多少又有着自身的规 律，导致在用电低谷的时候，水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场所产生的大量电能 无法被有效利用，在用电高峰时候，电网上的电能又不够使用。由于这一问题的存在，导致 风力发电场和太阳能发电场所发出的电能难以被有效并入现有的电网。因此，开发一种能 够将水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场在较长时间里所发出的电能全部迅速储存 起来的装置，将会产生极高的社会价值和经济价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术成熟可靠，实用性强，能够将水力发电站、风力发电 场以及太阳能发电场在较长时间里所发出的电能全部迅速储存起来的利用硫酸或强碱储 存能量的方法。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其包括如下步骤
a、准备硫酸或强碱溶液； b、将需要储存的能量转化为热能并用于加热步骤a中得到的硫酸或强碱溶液，通 过加热硫酸令其脱水浓縮成为浓硫酸或发烟硫酸，通过加热强碱溶液令其被浓縮到向强碱 中加水时会放出热能的浓度或转化为碱金属氧化物，在这一过程中，大量的热能被转化为 化学能储存起来； c、当需要使用储存的能量时，向步骤b中得到的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金 属氧化物中加入水，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物会与加入的水发生化学反 应，并会释放出大量的热能，利用现有技术将热能转化为生产、生活所需要的能量形态并输 送出去，即实现了对能量的储存和释放的循环利用。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其中所述步骤a中的硫酸或强碱溶 液，被置于一个以上的前置储存罐中储存起来；所述步骤b中需要储存的能量为太阳能发 电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，或者是利用太阳能获取装置收集到的 热能，加热是通过管路将硫酸或强碱溶液引出前置储存罐，再进行加热，通过加热脱水得到 的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个以上的浓縮储存罐中储存 起来；所述步骤c中当需要使用储存的能量时，先将所述浓縮储存罐中储存的浓硫酸或发 烟硫酸或强碱或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，再根据能量释放装置中的浓硫酸或 发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物克分子量，向能量释放装置中加入相 或少于浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物克分子量的克分子量水，加水后在能量释放装置内所产生的 大量热能，通过热交换装置被输送出去予以利用，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化 物在此过程中会转化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶 液，通过管路将其输送到所述前置储存罐中储存起来。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其中所述步骤a中的硫酸或强碱溶 液，被置于一个以上的前置储存罐中储存起来；所述步骤b中需要储存的能量为太阳能发 电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，将需要储存的电能利用电加热蒸发器 加热通过管路从前置储存罐中输送过来的硫酸或强碱溶液，通过加热脱水得到的所述浓硫 酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个以上的浓縮储存罐中储存起来；所述 步骤c中当需要使用储存的能量时，先将所述浓縮储存罐中储存的浓硫酸或发烟硫酸或强 碱或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，并向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强 碱或碱金属氧化物中加入水，加水后在能量释放装置内所产生的大量水蒸气，通过管路被 引到能量释放装置外予以利用，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物在此过程中会转 化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶液，通过管路将其输 送到所述前置储存罐中储存起来。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其中所述步骤a中的强碱为氢氧化 锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯中的任意一种或其任意组合，所述步骤b中 加热硫酸或强碱溶液时采用真空干燥工艺以加快硫酸或强碱的脱水速度，从硫酸或强碱中 脱离的水蒸气，被冷凝成液态后输送到水储存罐中储存，所述步骤c中向能量释放装置中 的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入的水来自水储存罐中储存的水，水储存 罐中储存的水为去离子水。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其中所述步骤c中向能量释放装置中 的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入的水，是从能量释放装置的上部注入到 能量释放装置内的硫酸或强碱的上方。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其中所述步骤b中通过加热脱水得到
的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，在被输送到浓縮储存罐中储存起来以
前，先通过换热装置与需要加热脱水的硫酸或强碱进行热量交换，并将一部分热量传递给
需要加热脱水的硫酸或强碱；所述步骤c中经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶
液，在被输送到前置储存罐中储存起来以前，先通过换热装置与需要加水释放出所储存的
能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物进行热量交换，并将一部分热量传递给需
要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物。 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，采用独特的构思，将需要储存的能量
转化为热能并用于加热硫酸或强碱溶液，通过加热硫酸令其脱水浓縮成为浓硫酸或发烟硫
酸，通过加热强碱溶液令其被浓縮到向强碱中加水时会放出热能的浓度或转化为碱金属氧
化物，在这一过程中，大量的热能被转化为化学能储存起来；当需要使用储存的能量时，向
浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入水，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧
化物会与加入的水发生化学反应，并会释放出大量的热能，实验表明，常温常压下1千万吨
的浓硫酸与水化合放出的热量，足以使2千万吨的水升高到IO(TC ，如果是发烟硫酸，释放
出的热量会更大，利用现有技术将热能转化为生产、生活所需要的能量形态并输送出去，即
5实现了对能量的储存和释放的循环利用。故本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法实用 性强，能够将水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场在较长时间里所发出的电能迅速 全部储存起来。 下面对本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法的具体实施方式
作进一步详细 说明。
具体实施方式
实施例一 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其包括如下步骤 a、根据需要储存的能量的多少，准备一定量的硫酸或强碱溶液，并将硫酸或强碱 溶液，置于一个或二个或三个或更多个前置储存罐中储存起来； b、将需要储存的能量转化为热能并用于加热步骤a中得到的硫酸或强碱溶液，需 要储存的能量为太阳能发电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，或者是利用 太阳能获取装置收集到的热能，通过加热硫酸令其脱水浓縮成为浓硫酸或发烟硫酸，加热 可以是通过管路将硫酸或强碱溶液引出前置储存罐，再进行加热，加热硫酸或强碱溶液时， 可采用真空干燥工艺，以加快硫酸或强碱的脱水速度，从硫酸或强碱中脱离的水蒸气，被冷 凝成液态后输送到水储存罐中储存，通过加热强碱溶液令其被浓縮到向强碱中加水时会放 出热能的浓度或转化为碱金属氧化物，在这一过程中，大量的热能被转化为化学能储存起 来，通过加热脱水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个或 二个或三个或更多个的浓縮储存罐中储存起来； c、当需要使用储存的能量时，先将浓縮储存罐中储存的浓硫酸或发烟硫酸或强碱
或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，再根据能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强
碱或碱金属氧化物克分子量，向能量释放装置中加入相等或少于浓硫酸或发烟硫酸或强碱
或碱金属氧化物克分子量的克分子量水，向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或
碱金属氧化物中加入的水来自水储存罐中储存的水，水储存罐中储存的水为去离子水，浓
硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物会与加入的水发生化学反应，加水后在能量释放装
置内所产生的大量热能，通过热交换装置被输送出去，利用现有技术将热能转化为生产、生
活所需要的能量形态并输送出去。浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物在此过程中会
转化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶液，通过管路将其
输送到所述前置储存罐中储存起来，即实现了对能量的储存和释放的循环利用。 上述强碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯中的任意一种或
其任意组合。由于氢氧化锂、氢氧化铷和氢氧化铯的价格较高，采用多种强碱混合的技术方
案同时也能在一定程度上降低设备的投资成本。 作为本发明的改进，上述步骤c中向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱 或碱金属氧化物中加入的水，可以是从能量释放装置的上部注入到能量释放装置内的硫酸 或强碱的上方。 为了提高热效率，上述步骤b中通过加热脱水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强 碱或碱金属氧化物，在被输送到浓縮储存罐中储存起来以前，先通过换热装置与需要加热 脱水的硫酸或强碱进行热量交换，并将一部分热量传递给需要加热脱水的硫酸或强碱；所
6述步骤c中经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶液，在被输送到前置储存罐中储 存起来以前，先通过换热装置与需要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱 或碱金属氧化物进行热量交换，并将一部分热量传递给需要加水释放出所储存的能量的浓 硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物。 采用去离子水可以避免水中的金属离子与硫酸发生化学生成具有硫酸根的盐，使
得硫酸的浓度有所降低，从而影响储能的效果。
实施例2 本发明的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其包括如下步骤 a、根据需要储存的能量的多少，准备一定量的硫酸或强碱溶液，并将硫酸或强碱 溶液，被置于一个或二个或三个或更多个前置储存罐中储存起来； b、将需要储存的能量转化为热能并用于加热步骤a中得到的硫酸或强碱溶液，需 要储存的能量为太阳能发电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，将需要储存 的电能，利用电加热蒸发器加热通过管路从前置储存罐中输送过来的硫酸或强碱溶液，通 过加热硫酸令其脱水浓縮成为浓硫酸或发烟硫酸，加热硫酸或强碱溶液时，可采用真空干 燥工艺，以加快硫酸或强碱的脱水速度，从硫酸或强碱中脱离的水蒸气，被冷凝成液态后输 送到水储存罐中储存，通过加热强碱溶液令其被浓縮到向强碱中加水时会放出热能的浓度 或转化为碱金属氧化物，在这一过程中，大量的热能被转化为化学能储存起来，通过加热脱 水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个或二个或三个或更 多个的浓縮储存罐中储存起来； c、当需要使用储存的能量时，先将浓縮储存罐中储存的浓硫酸或发烟硫酸或强碱 或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，再根据能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强 碱或碱金属氧化物克分子量，向能量释放装置中加入相等或少于浓硫酸或发烟硫酸或强碱 或碱金属氧化物克分子量的克分子量水，向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或 碱金属氧化物中加入的水来自水储存罐中储存的水，水储存罐中储存的水为去离子水，浓 硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物会与加入的水发生化学反应，加水后在能量释放装 置内所产生的大量水蒸气，通过管路被引到能量释放装置外予以利用，利用现有技术将热 能转化为生产、生活所需要的能量形态并输送出去。浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧 化物在此过程中会转化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶 液，通过管路将其输送到所述前置储存罐中储存起来，即实现了对能量的储存和释放的循 环利用。 上述二个实施例中的强碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯 中的任意一种或其任意组合。由于氢氧化锂、氢氧化铷和氢氧化铯的价格较高，采用多种强 碱混合的技术方案同时也能在一定程度上降低设备的投资成本。 作为本发明的改进，上述二个实施例的步骤c中向能量释放装置中的浓硫酸或发 烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入的水，可以是从能量释放装置的上部注入到能量释放 装置内的硫酸或强碱的上方。 为了提高热效率，作为本发明的进一步改进，上述二个实施例的步骤b中通过加 热脱水得到的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，在被输送到浓縮储存罐中储存起 来以前，可先通过换热装置与需要加热脱水的硫酸或强碱进行热量交换，并将一部分热量传递给需要加热脱水的硫酸或强碱；上述二个实施例的步骤c中经过加水释放出所储存的 能量的硫酸或强碱溶液，在被输送到前置储存罐中储存起来以前，可先通过换热装置与需 要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物进行热量交换，并 将一部分热量传递给需要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属 氧化物。 采用去离子水可以避免水中的金属离子与硫酸发生化学生成具有硫酸根的盐，使 得硫酸的浓度有所降低，从而影响储能的效果。 需要注意的是，如果强碱与空气中的二氧化碳发生化学反应，生成相应的碳酸盐， 就会影响储能的效果。因此，应当注意对强碱循环系统的密封，以避免或减少强碱与空气中 的二氧化碳发生化学反应。 与钠相比，钾、铷和铯更容易丢失电子，而钠则比锂更容易丢失电子，因此，在同等 条件下，采用氢氧化铷、氢氧化铯的储能的效果应当高于采用氢氧化钠，而采用氢氧化锂的 储能的效果会低于采用氢氧化钠。 浓硫酸具有很强的吸水性，并且在这一过程中会放出大量的热，常温常压下 1百万吨的浓硫酸与水化合放出的热量，足以使2百万吨的水升高到IO(TC，如果是发 烟硫酸，释放出的热量会更大，这是因为浓硫酸可以与水反应生成一系列的水合物，如 H2S04 H20、 H2S04 2H20、 H2S04 4H20等。反之，如果让H2S04 H20、 H2S04 2H20、 H2S04 4H20 等浓硫酸与水反应生成的水合物分解，则会吸收大量的热能。由于浓硫酸与水的水合物生 成与分解是循环进行的，因此，在本发明中，浓硫酸与水的水合物生成与分解不会造成热能 损耗。
同样地，氢氧化钠、氢氧化钾等强碱也是极易溶于水，溶解时也放出大量的热。由
于氢氧化钠、氢氧化钾等强碱与水的水合物生成与分解是循环进行的，因此，在本发明中，
氢氧化钠、氢氧化钾等强碱与水的水合物生成与分解不会造成热能损耗。 我国最大的水力发电站三峡水电站的发电能力为1820万千瓦，将三峡水电站在
用电低谷时所发出的多余电能全部转化为热能，再利用硫酸储存起来，所需要的硫酸大约
为上百万吨，而当到了用电高峰，则可以将所储存的能量再转化为电能并输入电网，如此一
来，即可以大大提高三峡水电站的运行效率，进而取得极大的经济效益。 对于风能发电场和太阳能发电场，在风能发电场和太阳能发电场的发电高峰，可
将多余电能全部转化为热能，再利用硫酸储存起来，而当到了风能发电场和太阳能发电场
的发电低谷，则可以将所储存的能量再转化为电能并输入电网，即可以大大提高风能发电
场和太阳能发电场的供电稳定性，从而为大面积推广应用风能和太阳能扫平技术上的障碍。
权利要求
利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于其包括如下步骤a、准备硫酸或强碱溶液；b、将需要储存的能量转化为热能并用于加热步骤a中得到的硫酸或强碱溶液，通过加热硫酸令其脱水浓缩成为浓硫酸或发烟硫酸，通过加热强碱溶液令其被浓缩到向强碱中加水时会放出热能的浓度或转化为碱金属氧化物，在这一过程中，大量的热能被转化为化学能储存起来；c、当需要使用储存的能量时，向步骤b中得到的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入水，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物会与加入的水发生化学反应，并会释放出大量的热能，利用现有技术将热能转化为生产、生活所需要的能量形态并输送出去，即实现了对能量的储存和释放的循环利用。
2. 按照权利要求1所述的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于所述步骤a 中的硫酸或强碱溶液，被置于一个以上的前置储存罐中储存起来；所述步骤b中需要储存 的能量为太阳能发电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，或者是利用太阳能 获取装置收集到的热能，加热是通过管路将硫酸或强碱溶液引出前置储存罐，再进行加热， 通过加热脱水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个以上的 浓縮储存罐中储存起来；所述步骤c中当需要使用储存的能量时，先将所述浓縮储存罐中 储存的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，再根据能量释放 装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物克分子量，向能量释放装置中加入相等 或少于浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物克分子量的克分子量水，加水后在能量释 放装置内所产生的大量热能，通过热交换装置被输送出去予以利用，浓硫酸或发烟硫酸或 强碱或碱金属氧化物在此过程中会转化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量 的硫酸或强碱溶液，通过管路将其输送到所述前置储存罐中储存起来。
3. 按照权利要求1所述的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于所述步骤a 中的硫酸或强碱溶液，被置于一个以上的前置储存罐中储存起来；所述步骤b中需要储存 的能量为太阳能发电装置或风力发电装置或水力发电装置产生的电能，将需要储存的电能 利用电加热蒸发器加热通过管路从前置储存罐中输送过来的硫酸或强碱溶液，通过加热脱 水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，被输送到一个以上的浓縮储存罐 中储存起来；所述步骤c中当需要使用储存的能量时，先将所述浓縮储存罐中储存的浓硫 酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物输送到能量释放装置中，并向能量释放装置中的浓硫 酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入水，加水后在能量释放装置内所产生的大量水 蒸气，通过管路被引到能量释放装置外予以利用，浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化 物在此过程中会转化为硫酸或强碱溶液，经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶 液，通过管路将其输送到所述前置储存罐中储存起来。
4. 按照权利要求1或2或3所述的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于所述 步骤a中的强碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯中的任意一种或其 任意组合，所述步骤b中加热硫酸或强碱溶液时采用真空干燥工艺以加快硫酸或强碱的脱 水速度，从硫酸或强碱中脱离的水蒸气，被冷凝成液态后输送到水储存罐中储存，所述步骤 c中向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入的水来自水储存 罐中储存的水，水储存罐中储存的水为去离子水。
5. 按照权利要求4所述的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于所述步骤c中向能量释放装置中的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入的水，是从能量释放装置的上部注入到能量释放装置内的硫酸或强碱的上方。
6. 按照权利要求5所述的利用硫酸或强碱储存能量的方法，其特征在于所述步骤b中通过加热脱水得到的所述浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物，在被输送到浓縮储存罐中储存起来以前，先通过换热装置与需要加热脱水的硫酸或强碱进行热量交换，并将一部分热量传递给需要加热脱水的硫酸或强碱；所述步骤C中经过加水释放出所储存的能量的硫酸或强碱溶液，在被输送到前置储存罐中储存起来以前，先通过换热装置与需要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物进行热量交换，并将一部分热量传递给需要加水释放出所储存的能量的浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物。
全文摘要
一种利用硫酸或强碱储存能量的方法，包括如下步骤a、准备硫酸或强碱溶液；b、将需要储存的能量转化为热能并用于加热步骤a中得到的硫酸或强碱溶液，通过加热硫酸令其脱水浓缩成为浓硫酸或发烟硫酸，通过加热强碱溶液令其被浓缩到向强碱中加水时会放出热能的浓度或转化为碱金属氧化物，在这一过程中，大量的热能被转化为化学能储存起来；c、当需要使用储存的能量时，向浓硫酸或发烟硫酸或强碱或碱金属氧化物中加入水。其目的是提供一种技术成熟可靠，实用性强，能够将水力发电站、风力发电场以及太阳能发电场在较长时间里所发出的电能全部迅速储存起来的利用硫酸或强碱储存能量的方法，为大面积推广应用风能和太阳能扫平技术上的障碍。
文档编号H01M14/00GK101719574SQ20091023730
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者马龙 申请人:马龙