[发明专利]一种基于超临界CO2工质的燃煤锅炉发电系统

说明书

本发明公开了一种基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电系统，由煤处理子系统、锅炉子系统、尾气处理子系统、二氧化碳捕捉子系统、二氧化碳压缩子系统和二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统组成。本发明针对超临界CO₂在锅炉的应用，燃煤电厂用超临界CO₂的Brayton循环代替传统蒸汽朗肯循环过程，全厂效率高达50％以上。本发明提高了导致减少燃料的供给，减少了污染物的排放，同时加入CO₂捕捉系统，进一步提高了节能减排的效果。本发明高效的全厂效率以及低污染物排放，同时充分利用烟气中CO₂，达到节能减排的效果。

技术领域

本发明属于燃煤锅炉技术领域，尤其涉及一种基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电系统。

背景技术

目前，提高发电机组效率、降低污染物的排放是电力行业研究的永恒主题和目标；锅炉系统主要是以蒸汽朗肯循环为主流的能量转换系统，全厂效率在40％左右。为了突破传统路线的瓶颈，一些新概念先进动力系统受到越来越多的关注，超临界CO₂工质具有合适的临界压力，无毒低成本，能量密度大，传热效率高，系统简单，结构紧凑等特点。超临界工质运用在发电领域是一个比较热门的话题，在专利 201410091771.6一种超临界CO₂工质循环发电系统中，利用锅炉尾气的能量和吸收式制冷系统结合，处理后的超临CO₂推动汽轮机发电；同样应用在锅炉系统有专利201510117556.3一种新型超临界二氧化碳燃煤锅炉，该专利主要设计锅炉的形状以及受热面的布置。

然而已有的专利针对燃煤发电比较缺少，特别是对超临界CO₂在整个锅炉系统运行原理和过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电系统，旨在解决已有的专利针对燃煤发电比较缺少，特别是对超临界CO₂在整个锅炉系统运行原理和过程的问题；超临界CO₂代替水作为工质对整个锅炉以及汽轮机机组的设置有很大的改变。

本发明是这样实现的，一种基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电方法，所述基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电方法包括：

煤处理子系统将原煤经过破碎、干燥、研磨等操作送往锅炉子系统燃烧(由煤仓落下的原煤经给煤机送入磨煤机磨制成煤粉。在煤粉磨制的过程中需要热空气对煤进行加热和干燥。送风机将冷空气送入锅炉尾部的空气预热器被烟气加热。从空气预热器出来的热空气一部分经排粉风机送入磨煤机，对煤进行加热和干燥，同时这部分热空气也是输送煤粉的介质。从磨煤机排除的煤粉和空气的混合物经煤粉燃烧器进入炉膛燃烧---这些都是目前常见的技术)，燃烧后产生的高温烟气经所述尾气处理子系统脱硝、除尘、脱硫(该类技术很多种---- 能否使用尾气处理子系统脱硝装置、除尘装置、脱硫装置依次脱硝、除尘、脱硫)操作得到洁净烟气；

经尾气处理子系统处理所得的洁净烟气经所述二氧化碳捕捉子系统将高浓度的CO₂捕获，送往二氧化碳压缩子系统压缩得到高压的超临界CO₂补充给所述二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统；

经二氧化碳捕捉子系统未被捕获的烟气排放大气，二氧化碳 Brayton汽轮机循环子系统中，高压低温的超临界CO₂经过锅炉子系统的受热面换热变为高温高压的超临界CO₂，在二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统中的汽轮机机组作功发电。

本发明的另一目的在于提供一种所述基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电方法的基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电系统，所述基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电方法系统包括：