[發(fā)明專利]耦合煤熱解與空氣氣化的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811590180.8 | 申請日： | 2018-12-25 |
| 公開（公告）號： | CN109517628A | 公開（公告）日： | 2019-03-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 田斌;徐龍;馬曉迅;田原宇 | 申請（專利權(quán)）人： | 西北大學(xué) |
| 主分類號： | C10J3/72 | 分類號： | C10J3/72 |
| 代理公司： | 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201 | 代理人： | 郝燕燕 |
| 地址： | 710069 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 低熱值燃氣 焦油 耦合 煤熱解 半焦 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) 氣化爐氣化 燃氣 空氣氣化 快速熱解 氣化爐 換熱 裂解 原煤 能量轉(zhuǎn)化效率 下行床反應(yīng)器 燃氣輪機 高熱值燃氣 固體熱載體 無污染排放 最大程度地 熱效率 高溫半焦 焦油裂解 裂解裝置 煤焦氣化 煤炭轉(zhuǎn)化 燃氣凈化 梯級利用 小分子 預(yù)熱 中溫 加熱 廢水 鍋爐 發(fā)電 環(huán)保 | ||
耦合煤熱解與空氣氣化的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法，下行床反應(yīng)器內(nèi)煤高溫快速熱解和換熱裂解裝置內(nèi)煤熱解半焦換熱及焦油裂解以及氣化爐內(nèi)煤焦氣化耦合，利用氣化爐氣化所得的高溫低熱值燃氣首先加熱半焦、在半焦上裂解焦油，生成的中溫低熱值燃氣再預(yù)熱原煤，使氣化爐生成的熱量被充分利用，提高了煤炭轉(zhuǎn)化為燃氣的熱效率；利用固體熱載體快速熱解生成的高熱值燃氣和氣化爐氣化所得低熱值燃氣分別進入燃氣輪機和鍋爐逐級發(fā)電，本發(fā)明最大程度地將原煤變?yōu)槿細?，即便產(chǎn)生的少量焦油也在高溫半焦上裂解生成了小分子燃氣，不產(chǎn)生焦油和廢水，有利于燃氣凈化和環(huán)境。本發(fā)明具有對熱量進行了梯級利用、能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)保無污染排放的優(yōu)點。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到耦合煤熱解與空氣氣化的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)
煤炭在我國一次能源消費中占比高達70％以上，其中又有60％以上的煤炭用于發(fā)電。長期以來，基于煤炭直接燃燒的熱力發(fā)電效率始終維持在較低水平(40％左右)，能源轉(zhuǎn)化效率低；并且煤炭直燃發(fā)電容易排放SOx、NOx、PM2.5顆粒和二氧化碳，污染環(huán)境并引起溫室效應(yīng)。因此，近些年來國家提倡基于煤炭的潔凈高效發(fā)電技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新，其中整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)就是一種高效煤基發(fā)電方法，受到國家和行業(yè)重點關(guān)注。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是以煤炭高效氣化技術(shù)為龍頭將煤轉(zhuǎn)化為富含一氧化碳、氫氣和甲烷的燃氣，將燃氣通入燃氣輪機燃燒推動渦輪發(fā)電，燃氣輪機排放的高溫?zé)煔膺M一步在廢熱鍋爐中產(chǎn)生高壓蒸汽推動蒸汽輪機發(fā)電。由于該系統(tǒng)采用煤氣化技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為便于凈化和脫碳的燃氣，因此有效控制了污染物排放，并可實現(xiàn)二氧化碳完全鋪集；其次，該系統(tǒng)根據(jù)燃氣輪機和蒸汽輪機對熱源要求的特點，進一步提取燃氣輪機排放高溫?zé)煔庵械臒崃?，可對氣化燃氣中的能量梯級利用，最大程度地獲得燃氣中的能量，系統(tǒng)總發(fā)電效率最高可達60％以上。因而，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是未來以煤為原料發(fā)電廠的首選，其替代燃煤發(fā)電也將成為必然。
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的龍頭是煤炭氣化技術(shù)，由于燃氣輪機需要高熱值的燃氣燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔馔苿訙u輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電，目前用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的氣化技術(shù)主要是高溫(＞1400℃)、高壓(＞3MPa)、純氧氣化的氣流床氣化類型，例如Shell和GSP干煤粉氣流床氣化、Texaco水煤漿氣化。但是，這些氣化工藝氣化溫度和壓力高，對設(shè)備要求非常苛刻；更重要的是這些氣化工藝都需要純氧作為氣化劑，這就需要配備空氣分離單元，因此此類氣化工藝的投資、操作和維護成本都非常高。
以空氣供氧的常壓中等溫度氣化工藝可省去設(shè)置空氣分離單元，同時，常壓中等溫度(1000～1200℃)氣化對氣化爐及附屬設(shè)備要求低，因此空氣煤氣化工藝極大地降低整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的總投資，同時操作和運行成本也較低，是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)氣化單元最具潛力的替代工藝。但由于空氣氣化生成的燃氣中混入大量氮氣，燃氣熱值較低，無法與現(xiàn)有燃氣輪機進行匹配；此外，空氣煤氣化過程由于氣化溫度較低會產(chǎn)生一定量的焦油，對燃氣凈化過程有較大影響，并且這些焦油無法合理利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種對熱量進行了梯級利用、能源轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)保無排放污染、發(fā)電效率高的耦合煤熱解與空氣氣化的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于西北大學(xué)，未經(jīng)西北大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811590180.8/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
