[發(fā)明專利]零碳排放的整體煤氣化-蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910034264.1 | 申請日： | 2019-01-15 |
| 公開（公告）號： | CN109812335B | 公開（公告）日： | 2021-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 田原宇;喬英云;謝克昌 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油大學（華東） |
| 主分類號： | F02C6/00 | 分類號： | F02C6/00;F02C3/22;F01D15/10;F01K11/02;F04D25/02;C10J3/48;C10J3/56;C10J3/86;C10J3/84;F22B1/18 |
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| 地址： | 266580 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 排放 整體 煤氣化 蒸氣 聯(lián)合 循環(huán) 發(fā)電 工藝 | ||
本發(fā)明提供零碳排放的整體煤氣化?蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝，加壓空氣進入空分裝置，液氧用于燃燒發(fā)電，液氮膨脹汽化發(fā)電；帶壓輸送的煤粉和高壓氧氣進入氣化爐氣化，生成高溫燃氣，換熱凈化后送往發(fā)電系統(tǒng)；與換熱后高壓燃氣與氧氣和循環(huán)水蒸氣共同進入燃氣輪機燃燒推動壓氣機和發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)，壓氣機壓縮空氣到0.5?0.8MPa，發(fā)電機產(chǎn)生電力；高溫燃燒煙氣再汽輪機發(fā)電，其冷卻劑為加壓液氧；中溫煙氣再與高壓水換熱生成循環(huán)水蒸氣，冷卻后煙氣脫水和蒸餾分離CO2，部分水加壓返回生成高壓蒸汽循環(huán)用于燃氣輪機燃燒控溫，CO2產(chǎn)品外售。
1.技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供零碳排放的整體煤氣化-蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。
2.背景技術(shù)
煤炭是價格便宜但是污染和CO2排放都很高的能源，開發(fā)煤炭高效清潔低碳化利用技術(shù)一直是世界各國政府與產(chǎn)業(yè)共同努力的目標。
IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是把潔凈的煤氣化技術(shù)與高效的燃氣──蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來，先把煤氣化，然后推動燃機做功，同時配備汽輪機余熱發(fā)電，也就是“用煤做原料的燃氣電廠”。在目前技術(shù)水平下，IGCC發(fā)電的凈效率可達43％～45％，今后可望達到更高；而污染物的排放量僅為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達99％，二氧化硫排放在25mg/Nm3左右，遠低于排放標準200mg/Nm3，氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15％～20％，耗水只有常規(guī)電站的1/2～1/3。因此與傳統(tǒng)煤電技術(shù)相比，IGCC將煤氣化和燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)集成具有發(fā)電效率高、污染物排放低，二氧化碳捕集成本低等優(yōu)勢，是目前國際上被驗證的、能夠工業(yè)化的、最具發(fā)展前景的清潔高效煤電技術(shù)。
傳統(tǒng)IGCC由兩部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。第一部分的主要設(shè)備有氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設(shè)備(包括硫的回收裝置)；第二部分的主要設(shè)備有燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)。一般的IGCC工藝過程為：煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫化物、氯化物、粉塵、重金屬等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒，驅(qū)動燃氣透平壓縮氣體和發(fā)電，燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機做功，最后煙氣超低排放。目前在全球范圍內(nèi)，除美國、荷蘭、西班牙、日本等國家已建成的5座IGCC 電站，中國華能天津IGCC示范電站是全球第6座IGCC電站，美國印地安納州的Edwardsport 電站是全球第7座IGCC電站，美國密西西比州的kemper電站為在建的第八座IGCC電站。另外還有近20座用于多聯(lián)產(chǎn)的IGCC裝置。但現(xiàn)有IGCC技術(shù)存在著CO2捕集利用成本高、高耗水、發(fā)電效率低和排煙溫度高、NOx減量困難等缺陷。
3.發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服傳統(tǒng)IGCC技術(shù)存在的不足而提供零碳排放的整體煤氣化- 蒸氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝，既解決現(xiàn)有IGCC技術(shù)高耗水和發(fā)電效率低難題；又可大幅度降低壓氣機的負荷、實現(xiàn)低成本CO2捕集利用、無NOx排放和常溫排煙，大幅度提高發(fā)電效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
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