[发明专利]一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统及方法

权利要求书

1.一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统，其特征在于，所述系统包括空气分离装置、第二发电机、第二透平、第二热交换器、锅炉、二氧化碳压缩和提纯装置、第一发电机、第一透平和第一热交换器；

所述空气分离装置具有空气入口、氮气出口和氧气出口，空气入口与大气相通，氮气出口经管道与第二热交换器相连，氧气出口经管道与所述锅炉相连；所述锅炉分别连接第一热交换器及二氧化碳压缩和提纯装置；所述第一热交换器依次与第一透平和第一发电机串连连接，所述第一透平与第二热交换器通过管道连接；所述第二热交换器依次与第二透平和第二发电机串连连接，第二透平排出氮气进行资源化利用，第二发电机产生的电力输送至所述空气分离装置及二氧化碳压缩和提纯装置；所述第二热交换器通过管道与第一热交换器相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统，其特征在于，所述空气分离装置分离出的氮气的压力值大于或等于2MPa。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统，其特征在于，所述空气分离装置采用低温精馏的方式来分离空气。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统，其特征在于，所述锅炉产生的部分烟气，即水蒸气和二氧化碳，可进入锅炉循环使用。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的系统，其特征在于，所述锅炉为煤粉锅炉或循环流化床锅炉。

6.一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

所述空气分离装置分离出氮气和氧气，氮气经管道进入第二热交换器；氧气进入锅炉内与燃料发生燃烧反应生成以水蒸汽和二氧化碳为主要成分的烟气，烟气经管道进入二氧化碳压缩和提纯装置，在二氧化碳压缩和提纯装置内实现水与二氧化碳的分离，实现燃煤电站二氧化碳的捕集；同时锅炉内发生燃烧反应释放的大量热量将第一热交换器内的水加热为高温高压蒸汽，高温高压蒸汽进入第一透平推动第一发电机发电；第一透平排出高温蒸汽进入第二热交换器与所述氮气换热，生成高温高压氮气；高温高压氮气进入第二透平推动第二发电机发电，产生的电力输送至空气分离装置和二氧化碳压缩和提纯装置，达到降低富氧燃烧电站系统能耗的目的。

7.根据权利要求6所述的一种基于氮气资源化利用降低富氧燃烧电站能耗的方法，其特征在于，所述空气分离装置分离出的氮气的压力值大于或等于2MPa。