[發明專利]超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法

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• 申請號: 202210019608.3
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114427486A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 杜錦根
• 申請（專利權）人: 上海絲竺投資有限公司
• 主分類號: F01K7/32
• 分類號: F01K7/32;F01K13/00;F01K21/00;F01D15/10
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 王嬌嬌

1.超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)改變了明火燒煤、通過鍋爐獲得蒸氣的傳統工藝，將煤粉與水攪拌成水煤漿，送入外循環漿態床反應器，在601℃超臨界水的作用下，水煤漿進行超臨界水氣化反應；

2)煤電廠通過風光電、儲能系統加熱電爐，即通過清潔能源得到的該超臨界水，其溫度和壓力均高于臨界點(即溫度為374.24℃，壓力為22.12MPa)，成為一種特殊狀態的水，此處系統設計為有利于外循環漿態床反應器材質保護的601℃高溫水，持續與進入反應器的水煤漿，在臨界水中進行超臨界水氣化反應，生產氫氣、二氧化碳等小分子化合物；

3)煤電廠的主要工作就是將煤碳能源轉化為清潔的電能，也是其主要目的；因此，本發明設計從外循環漿態床反應器出來的這些高溫高壓氫氣、二氧化碳等小分子化合物，被送入換熱器；一方面，從換熱器得到的熱水進入蒸氣發生器；另一方面，換熱器管內的氫氣、二氧化碳等小分子化合物氣體，進入分離器被分離出純凈的氫氣，可以被送入注有氧氣的反應器，進行燃燒反應形成熱水，進入蒸氣發生器；

4)如果煤電廠需要產出多元化產品，為電廠增加收入，為當下的氫能經濟提供純凈的氫能，那么，本發明在這個階段引導換熱器里的上述低溫氣體可以引出部分，進入分離器分離、提純得到氫氣，可以商用；

5)本發明設計的引導換熱器里的低溫氣體進入低溫分離提純氫氣，用于與氧氣的燃燒反應、或用于商用，都是系統的可以省去的選；如果系統安排了提純氫氣，則要安排除下的二氧化碳等氣體重新回到外循環漿態床反應器進行循環反應；

6)從外循環漿態床反應器出來的高溫高壓氣體，進入除渣分離，也是對碳渣等進行微藻固碳、重新送入外循環漿態床反應器，實現碳等循環再利用；

7)分離器中的除渣等其他物質，同樣可以送入下一個外循環漿態床反應器，與那里的新的水煤漿進行超臨界水氣化的新一輪循環反應；

8)本發明各換熱器出來的熱水，與系統各氫氧燃燒反應器出來的熱水，加熱加壓分配給各蒸氣發生器產生的純凈蒸氣，并合為一處給泵，供給與汽輪機匹配的高溫壓力純凈蒸氣。

2.根據權利要求1所述的超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法，其特征在于，系統蒸氣發生器出來并經過給泵供給國內等超臨界煤電機組的合格蒸氣，350MW、660MW超臨界機組工況壓力為24.0-25.0MPa，溫度為566℃。

3.根據權利要求1所述的超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法，其特征在于，本發明設計的外循環漿態床反應器到蒸氣發生器的使用，以及與此相關的系統工藝配套，是本專利的一大特色，由此可以保證供給上述汽輪機所需要的合格高溫高壓純凈蒸氣。

4.根據權利要求1所述的超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法，其特征在于，高溫分離器、低溫分離器，除被分離出的氫氣之外，處于后部的外循環漿態床反應器，需要對二氧化碳、其他雜質等進行氣體固體的分離，對固碳或二氧化碳再次送入后部的外循環漿態床反應器，實現了碳的循環利用；而捕捉的碳還可以型磚修路，用途很多。

5.根據權利要求1所述的超臨界機組一種零污染超臨界水氣化安全發電技改方法，其特征在于，以上發明，為實現對超臨界煤電機組的安全有效改造，本發明技改方法對國內存量的350MW、660MW等超臨界煤電機組設計的為實現超臨界水氣化反應的無碳無污染排放發電；通過運用超臨界水氣化發電、無煙塵排放安全運行技術的350MW、660MW新型煤碳發電機組，從而實現煤電機組零排放的革命性變革。