[发明专利]与钙基吸收剂顺序脱硫脱碳系统深度集成的燃煤发电系统

说明书

技术领域

本发明属于钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化(CCCR)法捕碳CO₂技术领域，特别涉及一种与钙基吸收剂顺序脱硫脱碳系统深度集成的燃煤发电系统。

背景技术

火电站所排放烟气中的CO₂加剧了全球的温室效应，而目前对现有的火力发电厂来说，燃烧后捕集是一种有效的捕集CO₂的方式。钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO₂是其中最具前景的技术之一，然而这种方法的缺点是煅烧能耗高、空分能耗高，以及CO₂压缩能耗高，从而导致采用该方法，整个系统的热效率大幅度下降。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种与钙基吸收剂顺序脱硫脱碳系统深度集成的燃煤发电系统。

本发明以钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO₂的方法为基础，对系统流程进行改进，在高温条件下先脱除烟气中的SO₂再脱除CO₂，同时回收脱碳子系统排出的失活CaO，将其水合活化以后作为脱硫剂，并基于深度热集成的思路提出这种改进后的新系统与火电站热力系统的特殊集成方式，以解决CCCR法脱碳系统煅烧能耗、空分能耗和CO₂压缩能耗均偏高的问题，在实现85％CO₂脱除率和100％SO₂脱除率的同时，提高系统的热效率。

采用的技术方案为：

一种与钙基吸收剂顺序脱硫脱碳系统深度集成的燃煤发电系统，锅炉1、水冷壁2、分隔屏过热器3、后屏过热器4和高温再热器5的烟气流路依次连接，水冷壁2、分隔屏过热器3和后屏过热器4的蒸汽流路依次连接，后屏过热器4的蒸汽出口经末级过热器6连接至燃煤机组汽轮机的高压缸HP，高压缸HP蒸汽出口中的一路经低温再热器7连接至高温再热器5的蒸汽入口，高温再热器5的蒸汽出口连接至燃煤机组汽轮机的中压缸IP，还包括：

高温过热器5的烟气出口经第一换热器19连接至硫化反应器17的烟气入口，所述硫化反应器17的Ca(OH)₂入口与水合反应器16的Ca(OH)₂出口相连，硫化反应器17的物流出口连接至第三气固分离器18，所述第三气固分离器18的CaO出口连接至水合反应器16的CaO入口，第三气固分离器18的烟气出口连接至碳化炉10的烟气入口，第三气固分离器18还包括CaSO₄出口；所述碳化炉10的物流出口连接至第一气固分离器14，所述第一气固分离器14的CaO/CaCO₃出口连接至煅烧炉11的CaCO₃入口，所述煅烧炉11的活性CaO出口连接至碳化炉10的CaO入口，煅烧炉11的烟气出口连接至第二气固分离器15，所述第二气固分离器15的CaO出口连接至水合反应器16的CaO入口，第二气固分离器15的烟气出口连接至余热锅炉模块12，余热锅炉模块12连接至CO₂间冷压缩模块22；

燃煤机组汽轮机的换热系统的出水口经第三换热器21连接至省煤器8的入水口，省煤器8的出水口连接至水冷壁2的入水口，所述第一气固分离器14的烟气出口连接至省煤器8的烟气入口，省煤器8的烟气出口连接至空气预热器9的烟气入口，空气预热器9的烟气出口连接至烟囱13，第二换热器20的空气出口与空气预热器9的空气入口连接，空气预热器9的空气出口连接至锅炉1的空气入口；

所述水合反应器16还包括H₂O入口；所述煅烧炉11还包括灰渣排出口。

第一换热器19换热出的热量和硫化反应器17产生的热量分别连接至煅烧炉11的受热面；水合反应器16产生的热量连接至余热锅炉模块12的受热面；碳化炉10产生的热量分别连接至末级过热器6、低温再热器7、第二换热器20、第三换热器21和余热锅炉模块12的受热面。

上述一种与钙基吸收剂顺序脱硫脱碳系统深度集成的燃煤发电系统，锅炉1内燃煤产生的烟气依次经过水冷壁2、分隔屏过热器3、后屏过热器4和高温再热器5，由省煤器8换热后的水依次经过水冷壁2、分隔屏过热器3和后屏过热器4进行换热获得所需蒸汽，后屏过热器4流出的蒸汽经末级过热器6换热后进入燃煤机组汽轮机的高压缸HP，高压缸HP流出的一路蒸汽经低温再热器7换热后进入高温再热器5内，与烟气进行换热后进入燃煤机组汽轮机的中压缸IP，其改造后：