專利名稱：無(wú)二氧化碳排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域.它是將常規(guī)燃煤發(fā)電系統(tǒng)中的燃煤鍋爐鼓風(fēng)機(jī)送入
空氣改為送入純氧和co2使煤充分燃燒，而又無(wú)氮的氧化物生成使它全部變成(A，然后收集co2利用使之零排放的方法，它基于燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電排出的尾氣中產(chǎn)生的co2制成化工
產(chǎn)品(干冰、化肥等)。此方法包括發(fā)電、化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法。
二.
背景技術(shù)：
目前與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)主要包括燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，C02處理技術(shù)，化工產(chǎn)品生產(chǎn)其各自技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和特征如下 1.燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，是以流化床鍋爐燃煤產(chǎn)生燃?xì)饧夹g(shù)為基礎(chǔ).以燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，再利用高溫排氣在余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸氣驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。由于送入鍋爐的是壓縮空氣燃燒后產(chǎn)生的尾氣是一個(gè)既含(A，氮的氧化物等混合尾氣，很難將C02分離出來(lái)。 2.燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)排出的尾氣中二氧化碳處理技術(shù)二氧化碳大量排放引起全球氣候變暖的問(wèn)題日益嚴(yán)重，熱能發(fā)電產(chǎn)生大量的C02是導(dǎo)致大氣中C02增加的根本原因.因此在燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電過(guò)程中有效利用和處理(A是十分關(guān)鍵技術(shù).而目前燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電在燃燒室燃后產(chǎn)生的(A，是由于是引入空氣燃燒，排煙中的(A被氮的氧化物等氣體稀釋.使(A濃度變得很低，處理難度大.如處理這部分(A需消耗大量能耗.經(jīng)濟(jì)上不合算。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)中的敝端，解決C02廢氣對(duì)大氣的污染. 1.本發(fā)明的目的在于利用燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電過(guò)程中.引入純氧使它產(chǎn)生大量(A通過(guò)物理吸收系統(tǒng)和C02壓縮液化生產(chǎn)化工產(chǎn)品K(如干冰，碳酸氫銨、化肥等等。)
2.為獲取足量的C02.在供燃?xì)廨啓C(jī)燃燒煤氣中供應(yīng)純氧，使煤氣中CO完全燃燒形成C(V同時(shí)產(chǎn)生大量余熱.經(jīng)余熱鍋爐獲高溫飽和蒸氣來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，尾蒸氣還可供城市供熱取暖；由于給燃燒室供純氧，它是從空分裝置經(jīng)增壓獲得。 3.為防止在流化床鍋爐燃燒中產(chǎn)生氮的氧化物等有害氣體，引入純氧的同時(shí)也送入C02氣體，解除尾氣吸收C02被氮的氧化物等氣體稀釋的難題。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn) 無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含空分裝置A，氧增壓器B，流化床鍋爐C，燃燒室D，冷卻水套E，燃?xì)廨啓C(jī)F，余熱鍋爐G，汽輪機(jī)H， C02物理吸收I， C02壓縮J，化工產(chǎn)品K。其中空分裝置A經(jīng)氧增壓機(jī)B與流化床鍋爐C同時(shí)又與燃燒室D相連，流化床鍋爐C產(chǎn)生的煤氣進(jìn)入燃燒室D與空分裝置A供給的純氧充分燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣流推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)F發(fā)電，其中為緩解燃?xì)廨啓C(jī)F的工作溫度通入冷卻水被加熱后進(jìn)入余熱鍋爐G，
3其回?zé)岬母邷仫柡驼羝苿?dòng)汽輪機(jī)H發(fā)電，它的余熱可供城市取暖；(5)燃?xì)廨啓C(jī)F尾氣中 的C02經(jīng)物理吸收I 一部分反饋給流化床鍋爐C，其余的經(jīng)液化壓縮J生產(chǎn)化工產(chǎn)品K，使 C02全部轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)C02零排放。
四.技術(shù)方案 本發(fā)明的目的還可以通過(guò)如下措施來(lái)現(xiàn)實(shí) 無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及方法包括下述步驟(1)從流化床鍋爐供
應(yīng)煤氣C : (2)從空分裝置A經(jīng)增壓獲得純氧；(3)冷卻水進(jìn)入燃燒室D的冷卻外套E ; (4)
進(jìn)入燃燒室D的煤氣與空分裝置A供給的純氧充分燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣流推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)F 發(fā)電，其中為緩解燃?xì)廨啓C(jī)F的工作溫度通入冷卻水被加熱后進(jìn)入余熱鍋爐G，其回?zé)岬母?溫飽和蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)H發(fā)電，它的余熱可供城市取暖；(5)燃?xì)廨啓C(jī)F尾氣中的C02經(jīng)物 理吸收I再經(jīng)液化壓縮J生產(chǎn)化工產(chǎn)品K， (6)部份C02返回再送入流化床鍋爐C。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn) l，本發(fā)明有機(jī)的組合成循環(huán)發(fā)電和化工產(chǎn)品K，充分利用了系統(tǒng)內(nèi)的資源，現(xiàn)實(shí)了 系統(tǒng)的高效性、優(yōu)越的環(huán)保性和良好的經(jīng)濟(jì)性。 2.本發(fā)明采用純氧供流化床鍋爐中的煤炭燃燒，同時(shí)又送入C02，防止有害的氮氧 化物產(chǎn)生，使尾氣既無(wú)C02，排放又無(wú)有害的氮氧化物排放，大大提高了環(huán)境保護(hù)質(zhì)量。
3.本發(fā)明采用純氧與煤氣燃燒供燃?xì)廨啓C(jī)作功，提高了發(fā)電機(jī)的出力，又產(chǎn)生大 量(A，經(jīng)吸收后制成化工產(chǎn)品K(干冰).解決了(A零排放又獲得化工產(chǎn)品K.這先進(jìn)新 穎的組合提高了整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益. 4.本發(fā)明是由空分裝置A經(jīng)氧增壓器B的純氧送入燃燒室G，還可以省去了燃?xì)?輪機(jī)前級(jí)的壓氣機(jī)，降低了燃機(jī)的造價(jià)又有利于提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全可靠性.還 增加發(fā)電出力，而在燃燒室增加水冷外套既有利于燃?xì)饨禍赜衷黾恿藷崃垦h(huán)。
5.本發(fā)明不僅以煤炭為燃料，而且也可采用其它燃料，如生物質(zhì)、石油焦、渣油、城 市垃圾等，具有很好的燃料適應(yīng)性.
五.


圖1本發(fā)明的無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及方法的流程圖
六.具體的實(shí)施例如圖1所示 本發(fā)明包括聯(lián)合循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)，C02處理生產(chǎn)子系統(tǒng).該系統(tǒng)中A-空分裝置， B-氧增壓器，C-流化床鍋爐，D-燃燒室，E-冷卻水套，F(xiàn)-燃?xì)廨啓C(jī)，G-余熱鍋爐，H-汽輪 機(jī)，，I_C02物理吸收，J_C02壓縮，K-化工產(chǎn)品. 本實(shí)施例提供一種無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括空分裝置 A，氧增壓器B，流化床鍋爐C，冷卻水套E，燃燒室D，燃?xì)廨啓C(jī)F，余熱鍋爐G，汽輪機(jī)H.其中 冷卻水通過(guò)冷卻水套E送入余熱鍋爐G利用熱交換產(chǎn)生高壓飽和蒸氣；形成高溫高壓蒸氣 推動(dòng)汽輪機(jī)H發(fā)電. 本實(shí)施例還提供一種C02處理生產(chǎn)子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括I_C02物理吸收，J_C02壓 縮. 本實(shí)施例還提供一種制化工產(chǎn)品K(如制干冰，化肥等等)子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括經(jīng) 燃?xì)廨啓C(jī)作功后的C02物理吸收I和C02經(jīng)壓縮J與化工產(chǎn)品K相連.
本方法的流程如下(參照?qǐng)D1) 氧氣1經(jīng)增壓2進(jìn)入燃燒室D同時(shí)進(jìn)入流化床鍋爐C，流化床鍋爐產(chǎn)生的煤氣3進(jìn) 入燃燒室D，冷卻水4進(jìn)入燃燒室D的冷卻水套E，煤氣3與純氧在燃燒室D燃燒后產(chǎn)生高 溫高壓燃?xì)?推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)F發(fā)電，其產(chǎn)生的尾氣8進(jìn)入余熱鍋爐G，尾氣中C02由物理吸 收I 一部分14反饋給流化床鍋爐C，其余吸收的C0211送入壓縮液化J，液態(tài)C02制成干冰 K，余熱鍋爐G產(chǎn)生的高壓蒸汽9用來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)H發(fā)電，流出的尾蒸氣10可供城市供暖， 冷卻水4注入燃燒室D冷卻水套E它產(chǎn)生的蒸氣6輸入余熱鍋爐加熱，供產(chǎn)生高溫高壓蒸 汽。 本方法實(shí)施例采用煤炭.其有關(guān)參數(shù)如下
煤炭消耗量 19. 20(Kg/s) 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電21.2萬(wàn)KW 汽輪機(jī)發(fā)電 12. 3萬(wàn)KW
空分裝置耗功 2. 1萬(wàn)KW(A壓縮機(jī)耗功1.4萬(wàn)KW
可供發(fā)電量 30萬(wàn)KW C02回收率 100%。
權(quán)利要求
1. 無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含空分裝置A，氧增壓器B，流化床鍋 爐C，燃燒室D，冷卻水套E，燃?xì)廨啓C(jī)F，余熱鍋爐G，汽輪機(jī)H， C02物理吸附I， C02壓縮J， 化工產(chǎn)品K，其特征在于空分裝置A經(jīng)氧增壓機(jī)B與流化床鍋爐C和燃燒室D相連，經(jīng)氧增 壓后的純氧在流化床鍋爐C產(chǎn)生煤氣進(jìn)入燃燒室D再與純氧燃燒后推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)F相連， 尾氣進(jìn)入余熱鍋爐G再加熱由燃燒室冷卻外套E送來(lái)的高壓飽和蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)H相連， 尾蒸氣可送往城市供暖；該系統(tǒng)中還包括在燃燒室D與余熱鍋爐G相連，經(jīng)物理吸收I分離 后與C02壓縮J相連，再與化工產(chǎn)品K相連，使C02全部轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)C02零排放。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于氧增壓器 B既和流化床鍋爐C相連又和燃燒室D相連，物理吸收I既和C02壓縮J相連又和流化床鍋 爐C相連。
3. 無(wú)(A排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方法包括下述步驟(l)從空分裝置A經(jīng)氧增壓獲 得純氧；(2)純氧和二氧化碳送入流化床鍋爐C獲得煤氣；(3)冷卻水進(jìn)入燃燒室D的冷卻 外套E ; (4)進(jìn)入燃燒室D的煤氣與空分裝置A供給的純氧充分燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣流推動(dòng) 燃?xì)廨啓C(jī)F發(fā)電，其中為緩解燃?xì)廨啓C(jī)F的工作溫度通入冷卻水進(jìn)入余熱鍋爐G，其回?zé)岬?高溫飽和蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)H發(fā)電，它的余熱可供城市取暖；(5)燃?xì)廨啓C(jī)F尾氣中的C02經(jīng) 物理吸收I， 一部分反饋至流化床鍋爐C，其余的C02再經(jīng)液化壓縮J供生產(chǎn)化工產(chǎn)品K，使 (A全部實(shí)現(xiàn)零排放。
4. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方法，其特征在于還包括以下 步驟(1)冷卻水注入燃燒室D的冷卻水套E， (2)在冷卻水套E吸熱后的蒸汽也送入余熱 鍋爐G，有效的利用此熱能。
5. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方法，其特征還在于將C02送 入流化床鍋爐C，防止氮氧化物產(chǎn)生。
6. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)C02排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方法不僅以煤炭為燃料，還能 選用生物質(zhì)、城市垃圾、石油焦、渣油中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)CO2排放的燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括燃煤燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)、CO2處理生產(chǎn)干冰子系統(tǒng)；本方法是往流化床鍋爐注入純氧和CO2，又向燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室注入純氧，將煤氣中CO全部變?yōu)镃O2又防止氮的氧化物產(chǎn)生，再將CO2吸收后壓縮制成干冰，實(shí)現(xiàn)CO2的零排放。該燃煤燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及方法具有環(huán)保性能先進(jìn)、綜合利用率高和經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02C3/20GK101705844SQ20091018667
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者嚴(yán)愛(ài)國(guó), 劉星辰, 楊威, 楊成凡, 楊青華, 桂澤文, 毛春, 熊正毅, 熊翠嵐, 熊翠微, 熊馗 申請(qǐng)人:熊正毅