[發明專利]與鈣基吸收劑順序脫硫脫碳系統深度集成的燃煤發電系統

有效

• 申請號: 201610028494.3
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105485701B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 段立強;高超;樂龍;馮濤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F23J7/00
• 分類號: F23J7/00;F23J15/02;F22D11/00;F01D15/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于鈣基吸收劑循環煅燒/碳酸化(CCCR)法捕碳CO₂技術領域，特別涉及一種與鈣基吸收劑順序脫硫脫碳系統深度集成的燃煤發電系統。

背景技術

火電站所排放煙氣中的CO₂加劇了全球的溫室效應，而目前對現有的火力發電廠來說，燃燒后捕集是一種有效的捕集CO₂的方式。鈣基吸收劑循環煅燒/碳酸化法捕集CO₂是其中最具前景的技術之一，然而這種方法的缺點是煅燒能耗高、空分能耗高，以及CO₂壓縮能耗高，從而導致采用該方法，整個系統的熱效率大幅度下降。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供了一種與鈣基吸收劑順序脫硫脫碳系統深度集成的燃煤發電系統。

本發明以鈣基吸收劑循環煅燒/碳酸化捕集CO₂的方法為基礎，對系統流程進行改進，在高溫條件下先脫除煙氣中的SO₂再脫除CO₂，同時回收脫碳子系統排出的失活CaO，將其水合活化以后作為脫硫劑，并基于深度熱集成的思路提出這種改進后的新系統與火電站熱力系統的特殊集成方式，以解決CCCR法脫碳系統煅燒能耗、空分能耗和CO₂壓縮能耗均偏高的問題，在實現85％CO₂脫除率和100％SO₂脫除率的同時，提高系統的熱效率。

采用的技術方案為：

一種與鈣基吸收劑順序脫硫脫碳系統深度集成的燃煤發電系統，鍋爐1、水冷壁2、分隔屏過熱器3、后屏過熱器4和高溫再熱器5的煙氣流路依次連接，水冷壁2、分隔屏過熱器3和后屏過熱器4的蒸汽流路依次連接，后屏過熱器4的蒸汽出口經末級過熱器6連接至燃煤機組汽輪機的高壓缸HP，高壓缸HP蒸汽出口中的一路經低溫再熱器7連接至高溫再熱器5的蒸汽入口，高溫再熱器5的蒸汽出口連接至燃煤機組汽輪機的中壓缸IP，還包括：

高溫過熱器5的煙氣出口經第一換熱器19連接至硫化反應器17的煙氣入口，所述硫化反應器17的Ca(OH)₂入口與水合反應器16的Ca(OH)₂出口相連，硫化反應器17的物流出口連接至第三氣固分離器18，所述第三氣固分離器18的CaO出口連接至水合反應器16的CaO入口，第三氣固分離器18的煙氣出口連接至碳化爐10的煙氣入口，第三氣固分離器18還包括CaSO₄出口；所述碳化爐10的物流出口連接至第一氣固分離器14，所述第一氣固分離器14的CaO/CaCO₃出口連接至煅燒爐11的CaCO₃入口，所述煅燒爐11的活性CaO出口連接至碳化爐10的CaO入口，煅燒爐11的煙氣出口連接至第二氣固分離器15，所述第二氣固分離器15的CaO出口連接至水合反應器16的CaO入口，第二氣固分離器15的煙氣出口連接至余熱鍋爐模塊12，余熱鍋爐模塊12連接至CO₂間冷壓縮模塊22；

燃煤機組汽輪機的換熱系統的出水口經第三換熱器21連接至省煤器8的入水口，省煤器8的出水口連接至水冷壁2的入水口，所述第一氣固分離器14的煙氣出口連接至省煤器8的煙氣入口，省煤器8的煙氣出口連接至空氣預熱器9的煙氣入口，空氣預熱器9的煙氣出口連接至煙囪13，第二換熱器20的空氣出口與空氣預熱器9的空氣入口連接，空氣預熱器9的空氣出口連接至鍋爐1的空氣入口；

所述水合反應器16還包括H₂O入口；所述煅燒爐11還包括灰渣排出口。

第一換熱器19換熱出的熱量和硫化反應器17產生的熱量分別連接至煅燒爐11的受熱面；水合反應器16產生的熱量連接至余熱鍋爐模塊12的受熱面；碳化爐10產生的熱量分別連接至末級過熱器6、低溫再熱器7、第二換熱器20、第三換熱器21和余熱鍋爐模塊12的受熱面。

上述一種與鈣基吸收劑順序脫硫脫碳系統深度集成的燃煤發電系統，鍋爐1內燃煤產生的煙氣依次經過水冷壁2、分隔屏過熱器3、后屏過熱器4和高溫再熱器5，由省煤器8換熱后的水依次經過水冷壁2、分隔屏過熱器3和后屏過熱器4進行換熱獲得所需蒸汽，后屏過熱器4流出的蒸汽經末級過熱器6換熱后進入燃煤機組汽輪機的高壓缸HP，高壓缸HP流出的一路蒸汽經低溫再熱器7換熱后進入高溫再熱器5內，與煙氣進行換熱后進入燃煤機組汽輪機的中壓缸IP，其改造后：