[發明專利]碳-分子氣化燃燒鍋爐發電方法

有效

• 申請號: 201480065842.3
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN107001956B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳濤;陳科正;陳科斌;陳俊麗;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 陳濤
• 主分類號: C10J3/02
• 分類號: C10J3/02;C10J3/48;F23K5/00;F23C5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種碳?分子氣化燃燒發電方法，該方法包括以下主要工藝：加脫硫劑煤炭，先在分子氣化爐內除硫氣化成清潔煤氣；熱煤氣與低過量空氣混合，在鍋爐的爐膛燃燒；根據煤質和需要，可提煉煤焦和除塵；高溫煙氣經鍋爐受熱面換熱，從煙囪達標排出；鍋爐產生的蒸汽，帶動汽輪機發電。所述的氣化方法也可配套應用在燃氣內燃機和燃氣輪機發電系統，制造所需的冷煤氣；還能生產化工原料氣。該方法應用面廣闊，工藝簡單，操作安全，環保節能。

本發明申請相互參考

本發明優先權是兩項中國發明專利申請：201310653009.8，電廠煤基鍋爐碳分子氣化燃燒方法；201410400491.9，碳-分子氣化燃燒鍋爐(窯爐)方法。

技術領域

本發明涉及一種清潔燃煤發電方法，特別是一種煤炭從分子水平設計的氣化燃燒鍋爐發電方法。

背景技術

當前，氣候變化、環境惡化、資源緊缺已成為世界性難題。節能減排、應對氣候變化，也已經成為從技術轉變為國際政治的一個熱點和焦點。

中國的能源現狀是煤多、油少、氣貧，是以煤炭為主的能源生產和消費大國。煤炭消耗已經占到世界總量的一半，而且80％以上仍是采用傳統的直接燃燒方式(爐排層燃、流化床燃燒、煤粉燃燒、型煤和水煤漿燃燒等)。環境科學認為：煤炭的這種直接燃燒方式，也是目前中國產生灰霾的一個主要污染源。

然而，這種直接燃煤方式，未來還要被全世界沿用。如國際能源署2021-2050年高效低排放燃煤發電技術路線，仍采用循環流化床鍋爐和煤粉鍋爐的直接燃燒技術。中國也把這種循環流化床鍋爐和煤粉鍋爐作為今后發展的重要技術。這主要是沒有從基礎理論上認識到：直接燃燒法，是將煤炭中的固相物和熱解的氣相物混雜在一起，在同一個爐膛內進行燃燒，違背了氣固兩相物各自燃燒的特性、規律。要把這種直接燃燒進行完全，就要采用過量的空氣(α≥1.2)，結果顧此失彼，反而造成在燃燒過程先要大量產生與氧有關的有毒有害污染物(SOx、NOx等)，然后再進行治理。這樣不但工藝復雜，而且成本高，甚至還造成“治污又生污”排放不穩定、治污難達標的狀況。

目前全世界發展的煤基IGCC技術，雖然發電效率較高，但效益不一定高。而且，因工藝復雜、操作困難、運行成本高、投資大等問題，目前推廣應用受到很大限制。探究其根本原因：是由于沿用了傳統的高比表面、高溫、高壓的煤氣化技術所致。

對上述技術工藝，全世界習慣的效率思維和常用標準是這樣衡量：

Q_{實用煤炭能量}/(Q_{煤炭原始總能量})＝最大

(B_{利用煤炭污染排放量})/B_{煤炭原始污染物總量}＝最小

發明內容

針對上述現狀，本發明提出煤炭利用按能源環保效益理念：

Q_{實用煤炭能量}/(Q_{煤炭原始總能量}+Q_{利用煤炭過程的總能耗量})＝最大

(B_{利用煤炭污染排放量}+B_{治污排放總量})/B_{煤炭原始污染物總量}＝最小

進行全面量化考核和發展。從而創新工藝，提出一種從分子水平設計的煤炭氣化燃燒鍋爐發電方法。其工藝優勢是：源頭防控污染，元素減量，高效益實現環保節能。

實現這個目標的技術路線是：先將加脫硫劑原料煤，送進分子氣化爐除硫氣化成清潔熱煤氣，然后再噴進鍋爐燃燒，高溫煙氣經鍋爐的受熱面換熱從煙囪達標排出，鍋爐產生的蒸汽(熱水)帶動汽輪機發電(供熱)。