[實用新型]燃煤發電-CO2捕獲-供熱一體化系統

無效

• 申請號: 201120182271.5
• 申請日: 2011-06-01
• 公開（公告）號: CN202108549U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 徐鋼;楊勇平;劉彤;李守成;劉文毅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K17/02;F24D3/02;F24D3/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本實用新型屬于節能減排設備領域，特別涉及一種燃煤發電-CO₂捕獲-供熱一體化系統；具體說，涉及從燃煤電廠的鍋爐排煙中捕獲CO₂、回收汽水供熱的發電系統，實現了能量的多級利用，有效地抑制了CO₂排放，同時還能滿足供熱的需求。

背景技術

目前，我國火電機組裝機總容量已達7億千瓦，其中絕大部分都是燒煤粉的汽輪機電站，針對這類電廠，考慮到燃煤電廠煙道氣流量大、CO₂分壓低、溫度高、雜質成分復雜、雜質和惰性氣體量大、具有腐蝕性等特點，主要采用在燃燒后從尾部煙氣中采用化學吸收的方法捕集CO₂。

化學吸收CO₂分離是一種應用廣泛、適應性強的煙氣脫碳工藝技術，并已有示范電站應用。但是在燃煤電廠的燃燒后脫碳工藝中，為提供這部分熱量，會從中壓缸出口抽取全部蒸汽量的50％左右用于加熱解析塔再沸器。這不僅僅會使電廠發電效率下降10～15個百分點，而且還會給汽輪機低壓缸的正常運行帶來嚴重沖擊，從而引發一系列工程技術問題。

另一方面，在CO₂捕獲單元中，由再沸器從電廠汽水系統低壓缸抽汽所獲得的能量，除了很少一部分用于反應本身外，絕大部分還要以低溫熱的形式釋放到環境中。其中包括解析塔頂部出口的CO₂-水蒸氣混合物的冷卻放熱(110～40℃)，貧液進入吸收塔之前的冷卻放熱(70～40℃)；此外，由耗功而產生的CO₂多級壓縮間冷放熱量(160～35℃)也較大，但由于這些對外釋放的熱量大但溫度太低，很難有效利用，因此關于CO₂吸收捕獲流程中低溫放熱的優化利用的技術幾乎是空白，未見報道。

綜上，燃煤電廠的燃燒后CO₂捕獲意義重大。適用于燃煤電廠的CO₂化學吸收碳捕獲方法雖技術較成熟，但能耗太大、成本太高，由此帶來一系列技術經濟上的問題，難以接受；同時，現有的CO₂化學吸收分離方法還會向環境中排放大量難以利用的低溫熱，這不僅造成能源的巨大浪費、還會加重電站對環境的熱污染。因此，發展新型一體化燃煤電廠脫碳、電力生產及余熱利用的系統集成技術，對于燃煤電站乃至全社會碳減排的重要性不言而喻。

CN101910568公開了一種具有CO₂捕獲和壓縮的發電廠，該電廠可以通過靈活的操作CO₂捕獲和壓縮設備，在電網供電頻率下降的情況下，通過降低CO₂捕獲系統的功率消耗，或者關閉系統來增加發電廠的凈輸出，從而保證電網的供電需求。但沒有涉及捕獲系統余熱利用，也沒有關于電力生產流程與脫碳流程之間的系統集成。，CN101666248公開了一種二氧化碳回收型蒸汽發電系統，用于從鍋爐燃燒燃料生成蒸汽時所形成的排煙中回收CO₂，此系統包括鍋爐、汽機、CO₂吸收單元和再生單元，此外在該系統中還包括再沸器，用以提供CO₂再生所需要的熱量。該發明在鍋爐尾部煙道省煤器與空預器之間加入一個換熱器，利用鍋爐尾部煙氣熱加熱該換熱器，進而提供CO₂捕獲再沸器的熱需求，從而有效的抑制了發電效率的下降。但該發明沒有涉及對捕獲系統釋放的大量低溫余熱的合理利用。此外，在相關發明專利中，均未見將供熱系統與脫碳流程進行集成的報道。

實用新型內容