[發明專利]煤氣化工藝與殘碳氧化工藝與蒸汽透平發電工藝的耦合方法

有效

• 申請號: 201010258718.2
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN102373097A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 谷俊杰;李金來;甘中學
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C10J3/46;C10J3/72;C10J3/84;F01D15/10;C01B31/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

1.一種煤氣化工藝與殘碳氧化工藝與蒸汽透平發電工藝的耦合方法，包括以下步驟：

a?使煤與水和任選的氧化劑在氣化爐中發生氣化反應，從而產生包括合成氣以及漿狀殘碳在內的反應后混合物，其中所述漿狀殘炭包含水和殘碳；

b?將所述反應后混合物導入換熱器中與水進行間接換熱，水被加熱而生成蒸汽，而所述反應后混合物被冷卻得到冷卻后的反應后混合物；

c?將步驟b中生成的蒸汽引入蒸汽透平中進行膨脹做功而發電，該蒸汽因膨脹做功而變為乏汽，其中該乏汽的溫度和壓力與步驟b中的蒸汽相比均降低了；

d?對步驟b中的冷卻后的反應后混合物進行氣/液固分離，得到兩股物流：(I)合成氣；和(II)包含水和殘碳的漿狀殘碳；然后，

e使上述物流(I)和物流(II)并行進行以下兩個子步驟：

(e1)將物流(I)膨脹降壓，得到膨脹降壓后的合成氣；

(e2)將物流(II)送入氧化反應器中，在那里使所述漿狀殘碳與過量氧氣發生反應，生成物流(III)即包含二氧化碳和水的混合物；然后物流(III)依次經過膨脹降壓和氣液分離，得到氣體二氧化碳和液體水；

然后，

f?將來自步驟(e1)的膨脹降壓后的合成氣和來自步驟(e2)的液體水共同作為冷卻介質通入冷凝器中以與來自步驟c的乏汽進行間接換熱，由此將所述乏汽變為冷凝水；

g?將來自步驟f的冷凝水加壓后送入步驟b的換熱器中以與所述反應后混合物進行換熱，以重新產生所述蒸汽。

2.一種煤氣化工藝與殘碳氧化工藝與蒸汽透平發電工藝的耦合方法，包括以下步驟：

a?使煤與水和任選的氧化劑在氣化爐中發生氣化反應，從而產生包括合成氣以及漿狀殘碳在內的反應后混合物，其中所述漿狀殘炭包含水和殘碳；

b?將所述反應后混合物導入換熱器中與水進行間接換熱，水被加熱而生成蒸汽，而所述反應后混合物被冷卻得到冷卻后的反應后混合物；

c?將步驟b中生成的蒸汽引入蒸汽透平中進行膨脹做功而發電，該蒸汽因膨脹做功而變為乏汽，其中該乏汽的溫度和壓力與步驟b中的蒸汽相比均降低了；

d?對步驟b中的冷卻后的反應后混合物進行氣/液固分離，得到兩股物流：(I)合成氣；和(II)包含水和殘碳的漿狀殘碳；然后，

e?使上述物流(I)和物流(II)并行進行以下兩個子步驟：

(e1)將物流(I)膨脹降壓，得到膨脹降壓后的合成氣；

(e2)將物流(II)送入氧化反應器中，在那里使所述漿狀殘碳與過量氧氣發生反應，生成物流(III)即包含二氧化碳和水的混合物；然后物流(III)依次經過膨脹降壓和氣液分離，得到氣體二氧化碳和液體水；

然后，

f?將來自步驟(e1)的膨脹降壓后的合成氣和來自步驟(e2)的液體水作為冷卻介質來先后或同時對冷卻水進行冷卻，由此得到經冷卻的冷卻水；然后將所述經冷卻的冷卻水通入冷凝器中以與來自步驟c的乏汽進行間接換熱，由此將所述乏汽變為冷凝水；

g?將來自步驟f的冷凝水加壓后送入步驟b的換熱器中以與所述反應后混合物進行換熱，以重新產生所述蒸汽。

3.權利要求1或2的方法，其中步驟a中所述氧化劑為氧氣、富氧空氣、空氣、或過氧化氫或它們中的任意兩種或更多種的混合物。

4.權利要求1或2的方法，其中步驟a中所述氣化反應在催化劑的存在下進行，所述催化劑選自堿金屬或堿土金屬的氧化物、堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、堿金屬或堿土金屬的鹽或它們的混合物。

5.權利要求1或2的方法，其中用選自二氧化碳或異鏈烷烴的其它工作介質代替步驟b中的水以用作Rankine循環的工作介質。

6.權利要求1或2的方法，其中步驟a中的所述水處于水的超臨界狀態或亞臨界狀態，而步驟e2中的反應在處于超臨界狀態或亞臨界狀態的水中進行，其中亞臨界狀態是指溫度在水的常壓沸點以上且在水的臨界溫度以下而壓力為使水保持為液態的壓力，所述水的超臨界狀態是指絕對壓力在22.1MPa以上且溫度在374℃以上。

7.權利要求1或2的方法，其中步驟b中所述蒸汽的溫度為200℃以上，所述蒸汽的絕對壓力15MPa以上。

8.權利要求1或2的方法，其中在步驟(e2)中的膨脹降壓之前還存在對物流(III)進行冷卻和凈化的過程。