[發明專利]一種超臨界二氧化碳發電耦合煤炭氣化系統及方法

在審

• 申請號: 201810940320.3
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108690661A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 張純;楊玉;白文剛;李紅智;姚明宇;蔣世希
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種超臨界二氧化碳發電耦合煤炭氣化系統，其特征在于，包括超臨界二氧化碳發電系統和超臨界二氧化碳煤炭氣化系統，其中超臨界二氧化碳發電系統包括壓縮機(1)、透平(2)、發電機(3)、高壓儲罐(4)、低壓儲罐(14)、燃燒室換熱器(7)、回熱器(6)和預冷器(13)，超臨界二氧化碳煤炭氣化系統包括粉煤加壓裝置(9)、氣化爐(10)、燃燒室(11)和凈化器(12)；

壓縮機(1)、透平(2)和發電機(3)通過聯軸器連接；壓縮機(1)出口與高壓儲罐(4)入口相連通，高壓儲罐(4)一個出口與回熱器(6)的低溫介質入口相連通，回熱器(6)低溫介質出口與燃燒室換熱器(7)相連通，燃燒室換熱器(7)與氣化爐(10)的氣化劑入口相連通；高壓儲罐(4)的另一個出口與粉煤加壓裝置(9)入口相連通，粉煤加壓裝置(9)出口與氣化爐(10)的氣化原料入口相連通；氣化爐(10)氣體出口與燃燒室(11)的燃氣入口相連通，燃燒室(11)的氣體出口與凈化器(12)入口相連通，凈化器(12)出口與透平(2)的入口相連通，透平(2)的出口與回熱器(6)的高溫介質入口相連通，回熱器(6)的高溫介質出口與預冷器(13)的高溫介質入口相連通，預冷器(13)的高溫介質出口與低壓儲罐(14)入口相連通，低壓儲罐(14)的出口與壓縮機(1)入口相連通。

2.根據權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳發電耦合煤炭氣化系統，其特征在于，所述粉煤加壓裝置(9)設有粉煤入口，氣化爐(10)設有灰渣出口，燃燒室(11)設有氧氣入口，低壓儲罐(14)設有水和二氧化碳出口。

3.根據權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳發電耦合煤炭氣化系統，其特征在于，所述預冷器(13)采用循環冷卻水作為低溫介質。

4.一種超臨界二氧化碳發電和煤炭氣化方法，其特征在于，采用權利要求1所述的一種超臨界二氧化碳發電耦合煤炭氣化系統，其包括如下步驟：

1)低壓儲罐(14)中的二氧化碳經過壓縮機(1)加壓后，進入高壓儲罐(4)，一路為載氣用二氧化碳(8)，進入粉煤加壓裝置(9)中與粉煤混合，輸送至氣化爐(10)，另一路為氣化用二氧化碳(5)，經過回熱器(6)和燃燒室換熱器(7)加熱后，輸送至氣化爐(10)，粉煤與高溫的超臨界二氧化碳發生氣化反應，生成煤氣和灰渣；

2)在氣化爐(10)中產生的煤氣通入燃燒室(11)，氧氣也通入燃燒室(11)，煤氣與氧氣混合后燃燒，灰渣從氣化爐(10)的底部排出；

3)燃燒室(11)中煤氣燃燒之后的高溫高壓二氧化碳和水蒸氣，經過凈化器(12)凈化后進入透平(2)做功，透平(2)拖動壓縮機(1)轉動，拖動發電機(3)發電，做功之后的二氧化碳和水蒸氣進入回熱器(6)，與低溫的超臨界二氧化碳換熱；

4)二氧化碳和水蒸氣經過回熱器(6)后進入預冷器(13)，經過預冷器(13)的冷卻后，進入低壓儲罐(14)；

5)低壓儲罐(14)中的水和多余的二氧化碳從低壓儲罐(14)底部排出。