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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110867599A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201911258422.8(22)申请日2019.12.10(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼(72)发明人周贤彭烁许世森钟迪王保民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人贺小停(51)Int.Cl.H01M8/0612(2016.01)H01M8/04298(2016.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统及方法(57)摘要本发明提供的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统及方法,包括备煤单元、气化炉、废热锅炉、高温除尘单元、水汽变换塔、精脱硫塔、引射器、燃料电池、纯氧燃烧器、燃气透平、阴极空气压缩机、阴极回热器、空气透平、余热锅炉和汽轮机;本发明避免了合成气降温脱硫再升温反应的过程,合成气显热全部输入了燃料电池单元;同时,避免了基于合成气溶液吸收法的脱硫过程,减少了吸收过程中合成气有效气的损失,大幅度提高了全系统的发电效率;同时省去了复杂的合成气冷却降温与溶液吸收法脱硫过程,简化了发电系统流程,提高了全系统运行稳定性与控制灵活性。CN110867599ACN110867599A权利要求书1/2页1.一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,包括备煤单元(1)、气化炉(2)、废热锅炉(4)、高温除尘单元(5)、水汽变换塔(7)、精脱硫塔(8)、引射器(9)、燃料电池(10)、纯氧燃烧器(11)、燃气透平(12)、阴极空气压缩机(13)、阴极回热器(15)、空气透平(16)、余热锅炉(17)和汽轮机(18),其中,煤单元(1)上设置有原煤入口和脱硫剂入口,所述备煤单元(1)的混合物出口连接气化炉(2)的入口;所述气化炉(2)上的高温粗合成气出口连接废热锅炉(4)的入口,废热锅炉(4)上设置的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(17)的入口;废热锅炉(4)上设置的粗合成气出口连接高温除尘单元(5)的入口,所述高温除尘单元(5)上的合成气出口分为两路,一路与废热锅炉(4)的合成气入口连接;另一路与水汽变换塔(7)的入口连接;水汽变换塔(7)的合成气出口连接精脱硫塔(8)的入口,精脱硫塔(8)上设置的脱硫合成气出口连接引射器(9)的入口;引射器(9)的合成气出口连接燃料电池(10)的阳极,燃料电池(10)的阳极出口分为两路,一路连接引射器(9),另一路连接纯氧燃烧器(11)的入口;纯氧燃烧器(11)的尾气出口连接燃气透平(12),燃气透平(12)的尾气出口连接余热锅炉(17)的入口;阴极空气压缩机(13)上设置有空气入口,阴极空气压缩机(13)的高压空气出口与阴极回热器(15)的冷侧入口连接,阴极回热器(15)的冷侧出口与燃料电池(10)的阴极入口连接;燃料电池(10)的阴极出口与阴极回热器(15)热侧入口连接,阴极回热器(15)的热侧出口连接空气透平(16),空气透平(16)的尾气出口连接余热锅炉(17)的入口;余热锅炉(17)的高压过热蒸汽出口连接汽轮机(18)的入口;汽轮机(18)的中压蒸汽出口分别与水汽变换塔(7)的蒸汽入口、气化炉(2)的蒸汽入口连接;余热锅炉(17)的尾气出口分别与气化炉(2)、引射器(9)的入口连接;所述气化炉(2)和纯氧燃烧器(11)上均设置有纯氧入口。2.根据权利要求1所述的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,所述气化炉(2)上设置有炉渣口,所述炉渣口与煅烧炉(3)的入口连接,煅烧炉(3)上设置有排渣口和空气入口。3.根据权利要求1所述的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,所述高温除尘单元(5)上的合成气出口与废热锅炉(4)的合成气入口之间设置有循环气压缩机(6)。4.根据权利要求1所述的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,余热锅炉(17)的尾气出口与气化炉(2)的入口之间设置有第一二氧化碳压缩机(20);余热锅炉(17)的尾气出口与引射器(9)之间设置有第二二氧化碳压缩机(19)。5.根据权利要求1所述的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,余热锅炉(17)的尾气出口还连接有第一余热回收换热器(21),第一余热回收换热器(21)的出口与第三二氧化碳多级压缩机(22)连接,第三二氧化碳多级压缩机(22)上设置有液态二氧化碳出口。6.根据权利要求1所述的一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统,其特征在于,阴极空气压缩机(13)的高压空气出口还连接有深冷