[发明专利]太阳能地热能CO2朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤机组设备，尤其是一种太阳能地热能CO₂朗肯循环辅 助燃煤机组脱碳脱硝系统。

背景技术

经济发展被视为环境变化的驱动力，随着全球经济的发展，能源消耗逐年 增加，能源的过度消耗进一步加大了能源供应压力、环境污染、气候恶化等问 题。联合国环境规划署(UNEP)2013年末出台的《环境署排放情况差距报告》指 出，世界在努力减少温室气体排放方面成绩不佳，即便各国兑现了当前的气候 承诺，2020年温室气体的排放量很可能相当于80到120亿吨二氧化碳当量， 这要超出所建议的世界气温上升幅度低于2℃的建议水平。面对日益增长的环 境危机，不断变化的气候格局，现已有多个全球和地区协议来解决环境问题， 如《21世纪议程》(UNCED1992)、《约翰内斯堡行动计划》(WSSD2002)、《长程 越界空气污染公约》(CLRTAP)(UNECE1979)等。良好功能的生态系统对于可 持续的社会和经济进步必不可少，为了解决环境、社会和经济的可持续性问题， 世界各国都在调整能源消费结构，积极寻求提高能源利用效率的新途径，开展 可再生能源利用技术研究，逐步实现高效、节能、减排的总体目标。目前，能 源结构正朝着科学、绿色、低碳方向发展。燃煤发电机组是CO₂、NOx集中、 稳定的排放源，目前碳捕集技术主要以单乙醇胺(MEA)化学吸收法为主，NOx 的脱除主要以液氨法为主。燃烧后脱碳脱硝系统中吸收剂和还原剂需要消耗大 量的热能，传统方法是以机组抽汽作为脱碳脱硝系统的热源，这对机组的经济 安全运行相当不利。如果能将分离之后的CO₂利用，并为脱碳脱硝系统提供能 量，既能满足脱碳解吸能耗和脱硝消耗能耗的问题，也可以解决CO₂的再利用 问题。这样既满足了碳减排的要求，达到了资源循环利用的目的，可整体提高 系统的经济性。

发明内容

本发明提供了一种实现燃煤机组的烟气减排的太阳能地热能CO₂朗肯循环 辅助燃煤机组脱碳脱硝系统。

实现本发明目的的太阳能地热能CO₂朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系 统，包括燃煤发电系统、脱硝脱硫系统、单乙醇胺CO₂吸收系统、太阳能与地 热能辅助超临界CO₂朗肯循环系统；

所述燃煤发电系统包括依次连接的省煤器、锅炉、汽轮机、凝汽器及凝结 水泵，所述凝结水泵与省煤器相连；

所述脱硝脱硫系统包括依次相连的液氨蒸发器、氨气/空气混合器、氨喷 射网格设备、脱硝反应器、空气预热器、电除尘器及脱硫系统，所述氨喷射网 格设备与省煤器相连；

所述单乙醇胺CO₂吸收系统包括依次相连的吸收塔、第一溶液泵、第二溶 液换热器、再生塔、再沸器，所述第二溶液换热器与再生塔之间还设有第二溶 液泵，所述吸收塔与第二溶液换热器之间还依次设有第一溶液换热器和混合 器，所述再生塔还连接有资源化利用设备，所述吸收塔与脱硫系统相连；

所述太阳能与地热能辅助超临界CO₂朗肯循环系统包括依次连接的工质 泵、地热能辅助系统、膨胀机、换热器及储罐，所述地热能辅助系统与膨胀机 之间还连接有并联设置的太阳能集热器和储能器；所述膨胀机上还连接有发电 机，所述膨胀机还与液氨蒸发器相连；所述发电机分别与第一溶液泵和第二溶 液泵、凝结水泵和工质泵相连；所述储罐还与液氨蒸发器、再生塔和资源化利 用设备相连。

本发明的太阳能地热能CO₂朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统的有益效 果如下：

(1)本发明的太阳能地热能CO₂朗肯循环辅助燃煤机组脱碳脱硝系统， 液氨脱硝系统、脱硫系统、单乙醇胺脱碳系统能够完成对燃煤机组烟气中的 NOx、SO₂、CO₂进行脱除，实现燃煤机组的烟气减排。

(2)充分利用地热能、太阳能等可再生能源，减少化石燃料消耗。

(3)充分利用捕集到的CO₂，一方面使其资源化转化；另一方面通过以地热 能、太阳能为热源的超临界CO₂朗肯循环，实现CO₂发电，为整个系统提供动 力源。