煤及超临界水气化发电系统及发电方法技术方案

提供一种煤及超临界水气化发电系统包括气化炉，气化炉包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热；第一发电设备和气化腔连通，适用于将合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且第一发电设备的烟气和换热腔连通；第一输送单元和气化腔连通；第一热量回收单元和换热腔连通、并套设于第一输送单元的至少一部分的外侧；第二热量回收单元套设于第一输送单元的至少一部分的外侧。还提供一种燃烧方法包括以超临界水作为气化剂及反应物与煤在气化腔内生成合成气；利用合成气燃烧发电、并产生烟气；第一输送单元内的水分别吸收合成气及烟气中的热量以制备超临界水。以制备超临界水。以制备超临界水。

【技术实现步骤摘要】
煤及超临界水气化发电系统及发电方法


[0001]本专利技术涉及煤炭转化
，更具体地，涉及煤及超临界水气化发电系统及发电方法。

技术介绍

[0002]煤炭是非常重要的一次能源，多以燃烧的方式利用，如进行发电等。煤气化是一种较为清洁的煤炭转化技术，主要是以煤、氧气及水在气化炉中发生反应以生成合成气。
[0003]目前，常规的煤气化过程中需要氧气压缩机及空分装置参与、以将氧气作为气化剂供给至气化炉内，并且还需要加热设备对煤进行氧化供热。因此，需要消耗较高的电力或热量。

技术实现思路

[0004]针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种煤及超临界水气化发电系统及发电方法，用于至少部分解决以上技术问题。
[0005]为了实现上述目的，作为本专利技术提供一种煤及超临界水气化发电系统，包括：气化炉，气化炉包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，所述气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，所述换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热；第一发电设备，和所述气化腔连通，适用于将所述合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且所述第一发电设备的烟气和所述换热腔连通，以将通过所述烟气的热量对所述气化腔供热；第一输送单元，和所述气化腔连通，适用于输送水、并在输送过程中对水加热以制备超临界水；第一热量回收单元，和所述换热腔连通、并套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过在所述换热腔内换热后的烟气对第一输送单元供热；以及第二热量回收单元，套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过所述合成气的热量对第一输送单元供热。
[0006]在一种示意性的实施例中，还包括第二发电设备，第二发电设备包括：蒸汽轮机；凝汽器；以及第二输送单元，设置于所述蒸汽轮机及凝汽器之间，并套设于所述第一能量回收单元的内部，适用于吸收所述烟气的热量、以形成换热介质在所述蒸汽轮机及凝汽器之间的循环，以使得所述蒸汽轮机对外发电。
[0007]在一种示意性的实施例中，所述换热介质包括水。
[0008]在一种示意性的实施例中，还包括节流阀，设置于所述第二热量回收单元及第一发电设备之间的合成气的输送管路上，适用于对合成气节流降压。
[0009]在一种示意性的实施例中，所述第一发电设备包括燃气轮机。
[0010]在一种示意性的实施例中，所述第一换热单元包括余热锅炉。
[0011]在一种示意性的实施例中，所述第二换热单元包括换热器。
[0012]本公开还提供一种基于发电系统的发电方法，包括：以超临界水作为气化剂及反应物与煤在气化腔内生成合成气；第一发电设备利用所述合成气燃烧发电、并产生烟气；以及第一输送单元内的水分别吸收合成气及烟气中的热量，以提升温度制备超临界水。
[0013]在一种示意性的实施例中，还包括第二发电设备吸收烟气中的热量，以使得换热介质由液态变成气态、并膨胀发电。
[0014]在一种示意性的实施例中，还包括对所述合成气节流降压后导入所述第一发电设备。
[0015]根据本专利技术所公开的煤及超临界水气化发电系统及发电方法。以超临界水作为气化剂和反应物与煤制得合成气，因此无需氧气压缩机、空分装置及其他制氧设备，可较为有效的降低能耗。超临界水还可使得煤中的至少一部分氮及硫等以固体无机盐的形式沉积，便于分离和排除污染物。并且，通过第一热量回收单元及第二热量回收单元进行梯级换热，可较为充分的利用烟气及合成气的热量制备超临界水，避免了部分煤的氧化供热，以使得制取合成气的过程较为清洁高效。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术的一种示意性实施例的煤及超临界水气化发电系统的模块连接图；以及
[0017]图2是根据本专利技术的一种示意性实施例的发电方法的流程图。
[0018]上述附图中，附图标记含义具体如下：
[0019]1、气化炉；
[0020]2、换热器；
[0021]3、节流阀；
[0022]4、燃气轮机；
[0023]5、余热锅炉；
[0024]6、蒸汽轮机；
[0025]7、凝汽器；以及
[0026]8、给水泵。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。
[0028]在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0029]在本文中，除非另有特别说明，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等方向性术语用于表示基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的设备、元件或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。需要理解的是，当被描述对象的绝对位置改变后，则它们表示的相对位置关系也可能相应地改变。因此，这些方向性术语不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。
[0031]图1是根据本专利技术的一种示意性实施例的煤及超临界水气化发电系统的模块连接图。
[0032]本专利技术的示意性实施例提供一种煤及超临界水气化发电系统，如图1所示，包括气化炉1、第一发电设备、第一输送单元、第一热量回收单元及第二热量回收单元。气化炉1包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热。第一发电设备和气化腔连通，适用于将合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且第一发电设备的烟气和换热腔连通，以将通过烟气的热量对气化腔供热。第一输送单元和气化腔连通，适用于输送水、并在输送过程中对水加热以制备超临界水。第一热量回收单元和换热腔连通、并套设于第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过在换热腔内换热后的烟气对第一输送单元供热。第二热量回收单元套设于第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过合成气的热量对第一输送单元供热。
[0033]在一种示意性的实施例中，超临界水表征为在22.05MPa的压力状态下，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤及超临界水气化发电系统，其特征在于，包括：气化炉(1)，气化炉(1)包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，所述气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，所述换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热；第一发电设备，和所述气化腔连通，适用于将所述合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且所述第一发电设备的烟气和所述换热腔连通，以通过燃烧产生的烟气的热量对所述气化腔供热；第一输送单元，和所述气化腔连通，适用于输送水、并在输送过程中对水加热以制备超临界水；第一热量回收单元，和所述换热腔连通、并套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过在所述换热腔内换热后的烟气对第一输送单元供热；以及第二热量回收单元，套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过所述合成气的热量对第一输送单元供热。2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，还包括第二发电设备，包括：蒸汽轮机(6)；凝汽器(7)；给水泵(8)；以及第二输送单元，设置于所述蒸汽轮机(6)及凝汽器(7)之间，并套设于所述第一能量回收单元的内部，适用于吸收所述烟气的热量、以形成换热介质在所述蒸汽轮机(6)及凝汽器(7)之间的循环，以使得所述蒸汽轮机(6)对外发电，给...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩巍，刘长春，薛晓东，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：