[發明專利]超臨界水煤氣化的燃煤發電系統及其方法

有效

• 申請號: 202110330047.4
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113048465B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 韓巍;劉長春;金紅光
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23J15/06;F23L15/00;F22B1/16;F22D1/00;F01K27/02;F01K17/02;F01D15/10;F02C6/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，包括：

低溫段氣化爐(1)，用于對煤和超臨界水進行低溫氣化，得到粗質合成氣和未轉化的煤成分；

高溫段氣化爐(2)，用于對所述粗質合成氣和所述未轉化的煤成分進行高溫氣化，得到合成氣；

合成氣能量回收單元(3)，利用所述合成氣的膨脹進行發電，其中，膨脹后的合成氣包括第一合成氣和第二合成氣，所述第一合成氣用于燃燒后給所述高溫段氣化爐(2)供熱，所述第二合成氣用于燃燒發電，并利用燃燒后產生的第一煙氣的余熱給所述低溫段氣化爐(1)供熱。

2.如權利要求1所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述系統還包括燃燒器(8)和省煤器(9)，其中：

所述省煤器(9)用于對空氣和所述第一合成氣進行預熱，并送至所述燃燒器(8)；

所述燃燒器(8)用于燃燒所述第一合成氣，以給所述高溫段氣化爐(2)供熱，燃燒后產生的第二煙氣的余熱用于預熱所述第一合成氣和所述空氣。

3.如權利要求1或2所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述系統還包括燃氣輪機(4)和余熱鍋爐(5)，其中，所述燃氣輪機(4)用于利用所述第二合成氣燃燒發電，并將產生的第一煙氣送入所述余熱鍋爐(5)，以利用所述第一煙氣的余熱給所述低溫段氣化爐(1)供熱。

4.如權利要求3所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述系統還包括蒸汽輪機(6)，其中，所述余熱鍋爐(5)還用于利用所述第一煙氣的余熱生產蒸汽，所述蒸汽輪機(6)利用所述蒸汽進行發電。

5.如權利要求4所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述系統還包括超臨界水制備單元(7)，用于利用第一熱量、第二熱量和第三熱量將水制備成所述超臨界水；

其中，所述第一熱量為省煤器(9)提供的第二煙氣的部分熱量，所述第二熱量為所述合成氣能量回收單元(3)通過換熱形式回收的所述膨脹后的合成氣的能量，所述第三熱量為所述余熱鍋爐(5)提供的第一煙氣的部分熱量。

6.如權利要求2所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述省煤器(9)中的所述第二煙氣的余熱用于同時預熱所述第一合成氣和所述空氣。

7.如權利要求5所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述第一煙氣的余熱優先給所述低溫段氣化爐(1)供熱，其次給所述超臨界水的制備供熱，最后用于生產所述蒸汽。

8.如權利要求5所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電系統，其特征在于，所述超臨界水制備單元(7)根據所述超臨界水制備過程中的溫度需求對所述第一熱量、所述第二熱量和所述第三熱量進行梯級利用，其中，所述第一熱量、所述第二熱量和所述第三熱量分別為所述超臨界水 制備單元(7)提供低溫、中溫和高溫熱量。

9.一種超臨界水煤氣化的燃煤發電方法，其特征在于，包括：

對煤和超臨界水進行低溫氣化，得到粗質合成氣和未轉化的煤成分；

對所述粗質合成氣和所述未轉化的煤成分進行高溫氣化，得到合成氣；

利用所述合成氣的膨脹進行發電，其中，膨脹后的合成氣包括第一合成氣和第二合成氣，所述第一合成氣用于燃燒后給所述高溫氣化供熱，所述第二合成氣用于燃燒發電，并利用燃燒后產生的第一煙氣的余熱給所述低溫氣化供熱。

10.根據權利要求9所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電方法，其特征在于，所述方法還包括：對空氣和所述第一合成氣進行預熱，并燃燒所述第一合成氣，以給所述高溫氣化供熱，燃燒后產生的第二煙氣的余熱用于預熱所述第一合成氣和所述空氣。

11.根據權利要求9所述的超臨界水煤氣化的燃煤發電方法，其特征在于，所述方法還包括：利用所述第一煙氣的余熱生產蒸汽，并利用所述蒸汽進行發電。