[发明专利]一种三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统和方法

权利要求书

1.一种三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：包括空分装置(1)，空分装置(1)的O₂出口接气化炉(2)的O₂入口，空分装置(1)的第一N₂出口连接煤粉加压输送装置(3)的N₂入口，空分装置(1)的第二N₂出口连接第一混合器(4)的N₂入口；煤粉通入到煤粉加压输送装置(3)，煤粉加压输送装置(3)的出口连接气化炉(2)的煤粉入口；气化炉(2)的蒸汽入口通入蒸汽，气化炉(2)的合成气出口连接煤气冷却装置(5)的合成气入口；煤气冷却装置(5)的合成气出口连接除尘装置(6)的入口，煤气冷却装置(5)的水入口通入除盐水，煤气冷却装置(5)的蒸汽出口连接汽轮机(7)的蒸汽入口；除尘装置(6)的出口连接脱汞装置(8)的入口；脱汞装置(8)的出口连接脱硫装置(9)的入口；脱硫装置(9)的硫化氢出口连接硫回收装置(10)的入口，脱硫装置(9)的合成气出口连接膨胀机(11)的入口；硫回收装置(10)的出口输出单质硫；膨胀机(11)的出口连接第一换热器(12)的冷端入口；第一换热器(12)的冷端出口连接MCFC(13)的阳极入口，第一换热器(12的热端入口连接MCFC(13的阳极出口，换热器(12)的热端出口连接第一混合器(4)的第二入口；MCFC(13)的阴极入口连接第二换热器(14)的冷端出口，MCFC(13)的阴极出口连接第二换热器(14)的热端入口，MCFC(13)的电能出口连接DC/AC转换器(15)的入口；DC/AC转换器(15)对外输出交流电能；第一混合器(4)的出口连接燃气轮机的燃烧室(16)的燃料入口；燃气轮机的压气机(17)的入口通入空气，压气机(17)的出口连接燃烧室(16)的空气入口；燃烧室(16)的出口连接燃气轮机的透平(18)的出口；透平(18)的气体出口连接余热锅炉(19)的第一入口；透平(18)与第一发电机(20)相连接，第一发电机(20)对外输出电能；第二换热器(14)的热端出口连接到余热锅炉(19)的第二入口，第二换热器(14)的冷端入口与第二混合器(21)的入口相连接；空气通入到第一风机(22)的入口，第一风机(22)的出口连接混合器(21)的第一入口；第二风机(23)的出口连接第二混合器(21)的第二入口；余热锅炉(19)的蒸汽出口连接汽轮机(7)的第二入口；汽轮机(7)的蒸汽出口连接冷凝器(25)的入口；冷凝器(25)的出口连接余热锅炉(19)的水入口；汽轮机(7)与第二发电机(26)相连接，第二发电机(26)对外输出电能；余热锅炉(19)的气体出口连接分离器(24)的入口；分离器(24)的第一出口连接风机(23)的入口，分离器(24)的第二出口对外排除废气。

2.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述气化炉(2)，煤与氧气被输送到气化炉内反应生成合成气，合成气主要成为是H₂、H₂O、CO、CO₂、CH₄、H₂S和COS。

3.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述除尘装置(6)，采用陶瓷过滤器，脱除合成气中的颗粒物，使得矿尘含量小于200mg/Nm³。

4.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述脱汞装置(8)，采用活性炭法脱除合成气中的汞，使得出口气体中汞含量低于0.03mg/Nm³。

5.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述脱硫装置(9)，采用低温甲醇法或NHD法，使得出口处H₂S和COS含量小于1ppm。

6.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述第一混合器(4)和第二混合器(21)，具有两个以上气体入口，通入的气体在绝热的混合器内进行充分混合，实现温度和组分的均一。

7.根据权利要求1所述的三循环型煤气化熔融碳酸盐燃料电池发电系统，其特征在于：所述第一换热器(12)和第二换热器(14)，包括热气体流道和冷气体流道，热气体和冷气体被换热片隔开并通过换热片交换热量。