一种带捕碳装置的燃煤发电系统及方法.pdf

(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CN110159370A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910401340.8F01D15/10(2006.01)(22)申请日2019.05.15F04B41/06(2006.01)(71)申请人上海发电设备成套设计研究院有限责任公司地址201100上海市闵行区剑川路1115号(72)发明人郑开云黄志强(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人翁若莹柏子雵(51)Int.Cl.F01K11/02(2006.01)F01K25/10(2006.01)F01K17/02(2006.01)F01K13/00(2006.01)F01K7/32(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图1页(54)发明名称一种带捕碳装置的燃煤发电系统及方法(57)摘要本发明提供了一种带捕碳装置的燃煤发电系统，包括超临界二氧化碳循环子系统和捕碳子系统。超临界二氧化碳循环子系统包括低压比的超临界二氧化碳回路和高压比的超临界二氧化碳回路。捕碳子系统包括液化空气冷却回路、液化空气装置余热回收回路和凝华捕碳回路。本发明还提供了带捕碳装置的燃煤发电方法，燃煤锅炉提供热量给超临界二氧化碳循环子系统发电，燃煤锅炉排放烟气通过捕碳子系统脱碳。捕碳子系统多余的热量和冷量提供给超临界二氧化碳循环子系统，从而提高其发电效率。空气液化装置可以在发电低谷时加大负荷，在发电高峰时减小负荷，以节省能耗成本。利用本发明系统和方法，带捕碳的燃煤发电厂可实现煤炭的高效率零碳排发电。CN110159370ACN110159370A权利要求书1/3页1.一种带捕碳装置的燃煤发电系统，其特征在于：包括超临界二氧化碳循环子系统和和捕碳子系统；所述超临界二氧化碳循环子系统包括二氧化碳压缩机(1)，二氧化碳压缩机(1)出口连接二氧化碳回热器(2)高压二氧化碳进口，二氧化碳回热器(2)高压二氧化碳出口连接燃煤锅炉(3)高压二氧化碳进口，燃煤锅炉(3)高压二氧化碳出口连接高压透平(4)进口，高压透平(4)第一乏气出口连接二氧化碳回热器(2)高压透平乏气进口，二氧化碳回热器(2)高压透平乏气出口连接预冷器(5)进口，预冷器(5)出口连接冷却器(7)高压透平乏气进口，冷却器(7)高压透平乏气出口连接二氧化碳压缩机(1)进口；高压二氧化碳泵(6)出口连接冷却器(7)高压二氧化碳进口，冷却器(7)高压二氧化碳出口连接二氧化碳回热器(2)高压二氧化碳进口，二氧化碳回热器(2)高压二氧化碳出口连接燃煤锅炉(3)高压二氧化碳进口，燃煤锅炉(3)高压二氧化碳出口连接高压透平(4)进口，高压透平(4)第二乏气出口连接燃煤锅炉(3)低压二氧化碳进口，燃煤锅炉(3)低压二氧化碳出口连接低压透平(8)进口，低压透平(8)出口连接二氧化碳回热器(2)低压透平乏气进口，二氧化碳回热器(2)低压透平乏气出口连接冷凝器(9)低压透平乏气进口，冷凝器(9)低压透平乏气出口连接高压二氧化碳泵(6)进口；所述捕碳子系统包括空气液化装置(11)，空气液化装置(11)的液化空气出口连接液化空气储罐(12)进口，液化空气储罐(12)出口连接液化空气泵(13)进口，液化空气泵(13)出口连接二氧化碳凝华分离器(14)空气进口，二氧化碳凝华分离器(14)空气出口连接水汽凝华分离器(15)空气进口，水汽凝华分离器(15)空气出口连接水汽凝结分离器(16)空气进口，凝结分离器(16)空气出口连接大气环境；储热装置(22)的高温侧端口分别连接二氧化碳回热器(2)传热介质进口和液化空气装置(11)传热介质出口，储热装置(22)的低温侧端口分别连接二氧化碳回热器(2)传热介质出口和液化空气装置(11)传热介质进口；烟气预处理装置(17)进口连接燃煤锅炉(3)烟气出口，烟气预处理装置(17)出口连接水汽凝结分离器(16)烟气进口，水汽凝结分离器(16)烟气出口连接水汽凝华分离器(15)烟气进口，水汽凝华分离器(15)烟气出口连接二氧化碳凝华分离器(14)烟气进口，二氧化碳凝华分离器(14)脱碳气出口连接水汽凝华分离器(15)脱碳气进口，水汽凝华分离器(15)脱碳气出口连接水汽凝结分离器(16)脱碳器进口，水汽凝结分离器(16)脱碳气出口连接引风机(18)进口，引风机(18)出口连接大气环境；二氧化碳凝华分离器(14)干冰出口连接干冰输送装置(19)进口，干冰输送装置(19)出口连接冷凝器(9)干冰进口，冷凝器(9)干冰融化成的液态二氧化碳出口连接低压二氧化碳泵(20)进口，低压二氧化碳泵(20)出口连接冷却器(7)干冰融化成的液态二氧化碳进口，冷却器(7)干冰融化成的液态二氧化碳出口连接二氧化碳收集装置(21)进口。2.如权利要求1所述的一种带