[發明專利]CO2近零排放中低溫太陽熱能化石能源互補系統及流程

無效

• 申請號: 201210007675.X
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102606310A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張娜;諾姆.里奧;羅塵丁
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F02C3/34;F02C3/28;F02C7/224;F01K23/10;F01K17/02;F03G6/06;F25J1/00;F25J3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

1.一種CO₂近零排放中低溫太陽熱能和化石能源綜合互補的熱力循環系統，主要包括：

氧氣壓氣機：將氧氣升壓至Brayton循環的最高壓力；

煙氣壓氣機：將回流煙氣升壓至Brayton循環的最高壓力；

燃料節流閥：將燃料氣體降壓至重整反應的壓力；

淡水增壓泵：將淡水升壓至Rankine循環的最高壓力；

重整器：由煙氣供熱，使燃料與水蒸汽在一定的壓力下進行化學重整反應；

預重整器：絕熱反應器，經預熱的燃料與水蒸汽混合物在其中催化劑作用下發生預重整，即天然氣中的重組分發生重整反應；

燃燒室：合成氣和氧氣發生燃燒反應，得到高溫氣體；

高溫燃氣透平：高溫高壓燃氣膨脹做功；

低壓燃氣透平：分流后的部分中溫低壓燃氣進一步膨脹做功；

高壓蒸汽透平：中溫高壓蒸汽膨脹做功；

發電機：與透平連接，將透平產生機械功轉化為電能輸出；

蒸發器：利用太陽能將加壓水蒸發；

太陽能槽式集熱器：收集太陽能；

水冷凝器：對富含水蒸汽的低壓燃氣透平排煙進行冷凝，分離以CO₂為主的氣體和液態水；

CO₂間冷多效壓氣機：將CO₂氣體壓縮至高壓，便于冷凝成液態CO₂；

CO₂冷凝器：將高壓CO₂氣體冷凝成液態CO₂。

2.如權利要求1所述的CO₂近零排放中低溫太陽熱能和化石能源綜合互補的熱力循環系統，其中，還包括以下設備：

第一換熱器：經第二換熱器初步回熱之后的重整器出口合成氣對預重整器進口的燃料、蒸汽混合物進行預熱；

第二換熱器：重整器出口合成氣對預重整器出口的經過預重整的混合氣進行回熱；

第三換熱器：低壓燃氣透平的排煙對水進行初步加熱；

第四換熱器：回流至燃燒室的煙氣對水進一步加熱；

第五換熱器：高溫燃氣透平排煙流經并聯的重整器、第六換熱器后經混合，對蒸汽進行過熱；

第六換熱器：部分高溫燃氣透平排煙對第五換熱器冷側出口的蒸汽進一步過熱；

第一分流器：將第五換熱器熱側出口的高溫燃氣透平排煙分為兩股：一部分回流至燃燒室，另一部分送至低壓燃氣透平繼續膨脹；

第二分流器：將高溫燃氣透平排煙分為兩股：一部分對重整器進行加熱，另一部分流經第六換熱器，提供熱源；

第三分流器：將高壓蒸汽透平乏汽分為兩股：一部分送入燃燒室，另一部分與燃料氣體混合，送入預重整器。

3.如權利要求1所述的CO₂近零排放中低溫太陽熱能和化石能源綜合互補的熱力循環系統，其中，重整器熱側進口為高溫燃氣透平排煙，出口連接回熱的第五換熱器，冷側進口與第二換熱器熱側出口連接，出口與第二換熱器熱側進口連接。

4.如權利要求1所述的CO₂近零排放中低溫太陽熱能和化石能源綜合互補的熱力循環系統，其中，預重整器無熱源，進口是經預熱的燃料與蒸汽的混合氣，在催化劑作用下發生一定程度的重整反應，出口是有待進一步重整的合成氣。

5.如權利要求1所述的CO₂近零排放中低溫太陽熱能和化石能源綜合互補的熱力循環系統，其中，蒸發器所需熱量由太陽能槽式集熱器提供，冷側進口與第四換熱器相連，出口與第五換熱器相連。