一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，利用空气分离过程得到O

A resource-based clean emission system for coal-fired power plants

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统
本技术涉及本技术涉及燃煤发电
，更具体的说是涉及一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统。
技术介绍
自工业革命开始以来，煤炭作为全球主要能源已长达数百年，即使在石油取代煤炭成为世界主要能源之后，煤炭仍然是全球最主要的基础能源之一。从我国的现状来说，煤炭消费比重仍然高于62％，但是燃煤电厂的节能减排发展还存在着很多问题。从脱硫方面：一是由于实际燃煤含硫量增大以及脱硫装置设计裕量偏小；二是现有脱硫装置运行性能下降，脱硫效率不能满足国家标准要求；三是目前普遍采用的FGD湿法脱硫由于除雾器效率不高，在取消GGH后，加剧了“石膏雨”的形成。脱硝方面：一是锅炉产生的NOX排放浓度偏高，导致尾部SCR脱硝投资与运行成本增大；二是部分锅炉在实施脱硝改造后，导致锅炉排烟中的飞灰可燃物与CO含量增加，导致锅炉热效率下降。烟尘方面：一是现有除尘器受实际燃煤和场地限制，大多难以达标排放；二是电袋除尘器等运维费用高、废旧滤袋难以处理。烟气排放温度方面：由于脱硫脱硝后烟气温度较低，其中饱和水蒸汽携带很多PM2.5，导致大气质量严重下降。所以，将各污染物排放技术实现整体优化，形成资源化、一体化、协同控制，才是我国未来燃煤电厂节能减排的方向和实际意义。因此，提供一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种燃煤电厂发电效率高、能耗低和污染物排放少的燃煤电厂资源化清洁排放系统。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，包括：空气分离模块，用于过滤空气中的粉尘、杂质，分离出O2、N2和Ar；气化模块，所述气化模块与所述空气分离模块连接，用于将水、煤和所述空气分离模块分离出的O2，在高温下经气化反应产生合成气和煤渣；脱氢模块，所述脱氢模块与所述气化模块连接，用于将合成气分离提纯得到H2；蒸汽发电模块，所述蒸汽发电模块分别与所述空气分离模块和所述气化模块连接，用于将固渣、煤、和分离H2后的合成气，加入所述空气分离模块分离出的O2或者回流的烟气加氧气，燃烧产生超高临界或高、中、低压蒸汽，驱动蒸汽发电机发电；氨气合成模块，所述氨气合成模块分别与所述空气分离模块和所述脱氢模块连接，用于将提纯后的H2和分离出的N2在高温高压以及催化剂作用下生成NH3；烟气洗涤模块，用于对蒸汽发电模块燃料燃烧后的烟气初步处理，脱除烟气中的粉尘、重金属，并回收其中的水分和热量；气体回收模块，用于将洗涤后的烟气利用溶剂吸收、解吸、压缩液化后得到纯净液态SO2和CO2；水处理模块，将烟气洗涤产生的污水、蒸汽发电模块的排水及其它过程产生的污水处理成系统循环用水或符合排放标准的中水。优选的，所述资源化清洁排放系统系统以煤及其气化产物为燃料，使用纯氧，或者纯氧混合一定比例的循环烟气作为助燃剂，烟气排放少且不含氮氧化物。可选地，燃料可以是各种煤或其它固体燃料、重油等液体燃料以及其它气体燃料。优选的，所述蒸汽发电机，为超临界、全凝式、抽凝式、背压式的任一种。优选的，所述脱氢模块包括：膜分离器，所述合成气仅H2通过所述膜分离器的陶瓷膜，合成气中其它成分送至所述蒸汽发电模块的蒸汽锅炉内燃烧；压缩机，所述压缩机与所述膜分离器连接，用于将分离出的H2压缩至30-35MPa输出存储。优选的，所述氨气合成模块包括：合成氨反应塔，将所述N2和H2按比例1：2.8-2.9，通入所述合成氨反应塔，控制反应塔内的压力30-35Mpa，温度450-550℃，合成NH3；冷冻机，将反应塔出口排出的NH3降温至20-35℃，然后在压力1.6-1.8Mpa的条件下存储。优选的，所述烟气洗涤模块包括：喷淋塔和位于喷淋塔内的净化洗涤装置，所述喷淋塔将烟气中的烟尘、重金属以及热量转移到洗涤水中，所述净化洗涤装置将洗涤净化后的烟气从塔顶排出，控制烟气温度38-42℃，洗涤后的污水从塔底送至水处理模块。优选的，所述水处理模块包括：超声电絮凝器，将污水中大部分悬浮物、离子絮凝下来；固液分离器，分离出污水中的絮凝体，形成污泥；热泵，使用蒸汽锅炉排污水和少量蒸汽，提取大部分低温水热量，将一部分低温水换热至95-99℃；MVC装置，将95-99℃热水采用机械蒸发冷凝的工艺，处理成蒸馏水，作为蒸汽锅炉补给水，浓水作为所述气化模块用水，被提取热量的低温水作为喷淋水等低温用水。优选的，还包括固渣处理模块，所述固渣处理模块分别与所述烟气洗涤模块和所述蒸汽发电模块连通，用于将污水中分离出的污泥和烟尘、煤灰中的固体颗粒在高温下回收重金属，其它加工成玻璃体。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统及方法，利用空气分离过程得到O2、N2和Ar；利用O2燃烧、通过煤气化制造H2；利用合成氨过程，将H2与N2合成NH3；利用烟气过程净化烟气，分别利用SO2回收过程和CO2回收过程回收烟气中的SO2和CO2，所得NH3、SO2和CO2可进一步转变为化肥产品，利用蒸汽锅炉产生蒸汽并发电，利用水处理过程解决水的循环利用，将水处理产生的污泥及其它过程产生的废催化剂等含有害物质的废渣在固渣处理模块中的等离子炉内高温融化，处理成可制作高级环保建材的玻璃体，并回收重金属；本技术中所有的原料只是煤和空气，可以输出的产品包括N2、Ar、H2、NH3、SO2、CO2、NH4HCO3、(NH4)2SO4、金属、高级环保建材还有电力，除了正常的水和氮气损失，几乎没有任何废弃物排放，因此解决了燃煤电厂的废弃物资源化清洁排放的节能、环保等技术问题，进而达到高效率、低成本的效果。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。图1为本技术一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统的结构图。具体的：压缩空气深冷机、2-空气分离设备、3-煤气化炉、4-蒸汽锅炉、5-烟气循环风机、6-蒸汽发电机、7-除尘器、8-喷淋塔、9-水处理、10-等离子重金属回收装置、11-SO2吸收塔、12-CO2吸收塔、13-第一化肥装置、14-第二化肥装置、15-氢气提纯、16-合成氨等装置、17-超声电絮凝器、18-热泵、19-蒸汽冷凝器、20-SO2解析塔、21-第一换热器、22-第一再沸器、23-SO2压缩机、24-SO2精制塔、25-CO2解析塔、26-第二换热器、27-第二再沸器、28-CO2压缩机、29-CO2精制塔。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，其特征在于，包括：/n空气分离模块；/n用于产生合成气的气化模块，所述气化模块与所述空气分离模块连接；/n脱氢模块，所述脱氢模块与所述气化模块连接；/n蒸汽发电模块，所述蒸汽发电模块分别与所述空气分离模块和所述气化模块连接；/n氨气合成模块，所述氨气合成模块分别与所述空气分离模块和所述脱氢模块连接；烟气洗涤模块、气体回收模块和水处理模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，其特征在于，包括：
空气分离模块；
用于产生合成气的气化模块，所述气化模块与所述空气分离模块连接；
脱氢模块，所述脱氢模块与所述气化模块连接；
蒸汽发电模块，所述蒸汽发电模块分别与所述空气分离模块和所述气化模块连接；
氨气合成模块，所述氨气合成模块分别与所述空气分离模块和所述脱氢模块连接；烟气洗涤模块、气体回收模块和水处理模块。


2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，其特征在于，以煤为原料，使用纯氧或者纯氧混合循环烟气作为助燃剂，烟气排放少且不含氮氧化物。


3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，其特征在于，所述蒸汽发电模块中的蒸汽发电机，为超临界、全凝式、抽凝式、背压式的任一种。


4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂的资源化清洁排放系统，其特征在于，所述脱氢模块包括：
膜分离器，所述合成气仅H2通过所述膜分离器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸建军，臧瑜鑫，郭晓坤，宋移团，
申请(专利权)人：碧海舟北京节能环保装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11