集成生物质直燃与气化的负碳热电联供系统及运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115726885A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202211099680.8F01K11/02(2006.01)(22)申请日2022.09.09F01K7/38(2006.01)F01K7/40(2006.01)(71)申请人西安交通大学F01K7/44(2006.01)地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西F01K17/00(2006.01)路28号F22B1/22(2006.01)(72)发明人王进仕薛凯严俊杰赵全斌F22G1/00(2006.01)韩小渠陈伟雄种道彤刘明F23J15/02(2006.01)刘继平F23J15/06(2006.01)(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务H01M8/12(2016.01)所61215H01M8/0612(2016.01)专利代理师何会侠B01D53/62(2006.01)(51)Int.Cl.F02C6/00(2006.01)F02C6/18(2006.01)F02C3/22(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图1页(54)发明名称集成生物质直燃与气化的负碳热电联供系统及运行方法(57)摘要本发明公开了集成生物质直燃与气化的负碳热电联供系统及运行方法，该系统包括生物质直燃、生物质气化和烟气处理部分。合理配备装机容量，通过能量梯级利用与余热深度回收实现生物质多元处置与热电联供互补集成。生物质燃料在直燃锅炉中燃烧或在气化炉中气化，给水在锅炉中吸热蒸发进入蒸汽轮机膨胀做功；气化合成气先驱动固体氧化物燃料电池发电，补燃后进入燃气轮机膨胀做功。燃气轮机排气分为两路，一路相继加热高压给水与低压给水；另一路加热热网水后用于预热压缩空气。烟气通过碳捕集装置进行二氧化碳脱除。本发明通过将生物质直燃、生物质气化与烟气处理合理耦合，促进农林废弃有机物的资源化利用，实现全流程的负碳排放，环保性能显著。CN115726885ACN115726885A权利要求书1/3页1.集成生物质直燃与气化的负碳热电联供系统，该系统包括生物质直燃部分(Ⅰ)、烟气处理部分(Ⅱ)和生物质气化部分(Ⅲ)；所述的生物质直燃部分(Ⅰ)包括生物质直燃锅炉(1)、蒸汽轮机(2)、#1发电机(3)、凝汽器(4)、凝结水泵(5)、#1阀门(6)、#3低压加热器(7)、#2低压加热器(8)、#1低压加热器(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、#2阀门(12)、#2高压加热器(13)、#1高压加热器(14)、#1给水换热器(15)和#2给水换热器(16)；所述的烟气处理部分(Ⅱ)包括除尘器(17)、脱硫脱硝装置(18)、混合器(19)、碳捕集装置(20)、#6阀门(37)和烟囱(21)；所述的生物质气化部分(Ⅲ)包括生物质气化炉(22)、气体净化装置(23)、重整器(24)、固体氧化物燃料电池(25)、转换器(26)、燃烧室(27)、燃气轮机(28)、#2发电机(29)、电动机(30)、压气机(31)、空气预热器(32)、余热锅炉(33)、#3阀门(34)、#4阀门(35)和#5阀门(36)；所述的生物质直燃部分(Ⅰ)中，生物质直燃锅炉(1)的蒸汽出口与蒸汽轮机(2)的蒸汽入口相连，蒸汽轮机(2)与#1发电机(3)同轴相连，蒸汽轮机(2)的排汽出口与凝汽器(4)入口连接，凝汽器(4)的出口凝结水经凝结水泵(5)升压后分为两路，一路依次通过#3低压加热器(7)、#2低压加热器(8)和#1低压加热器(9)，另一路依次通过#1阀门(6)和#1给水换热器(15)，两路汇合后进入除氧器(10)入口；除氧器(10)的出口给水经给水泵(11)升压后分为两路，一路依次通过#2高压加热器(13)和#1高压加热器(14)，另一路依次通过#2阀门(12)和#2给水换热器(16)，两路汇合后进入生物质直燃锅炉(1)；#1高压加热器(14)、#2高压加热器(13)、除氧器(10)、#1低压加热器(9)、#2低压加热器(8)和#3低压加热器(7)顺次以蒸汽轮机(2)的蒸汽作为热源；#1高压加热器(14)和#2高压加热器(13)中的疏水逐级自流至除氧器(10)；#1低压加热器(9)、#2低压加热器(8)和#3低压加热器(7)中的疏水逐级自流至凝汽器(4)；所述的烟气处理部分(Ⅱ)中，生物质直燃锅炉(1)的烟气依次经过除尘器(17)和脱硫脱硝装置(18)，与来自#1给水换热器(15)和空气预热器(32)的烟气共同进入混合器(19)，混合器(19)的出口与碳捕集装置(20)的烟气入口相连，碳捕集装置(20)的烟气出口与烟囱(21)相接；碳捕集装置(20)的蒸汽入口与#6阀门(37)连接，进入#6阀门(37)的蒸汽与进入#2低压加热器(8)的蒸汽为同一汽源，碳捕集装置