[发明专利]一种带污染物控制的近零排放煤气化发电系统及发电方法

说明书

一种带污染物控制的近零排放煤气化发电系统及发电方法，该系统包括：气化炉，煤气冷却塔，除尘装置，易挥发碱金属脱除装置，脱硫装置，水汽变换装置，COsubgt;2/subgt;分离装置，膨胀机，燃料电池，催化燃烧器，余热锅炉，汽轮机，固体氧化物电解池，空分装置以及换热器；本发明还公开了该系统的发电方法；通过各单元的合理安排，实现了化学能、电能、热能的综合利用；本发明不仅可以实现煤气化发电系统中主要污染物的控制，达到COsubgt;2/subgt;的近零排放的目的，还实现了多能互补，系统能量综合利用效率达到65％以上。

技术领域

本发明属于煤气化发电技术领域，特别涉及一种带污染物控制的近零排放煤气化发电系统及发电方法。

背景技术

随着现代社会化石能源的使用，能源和环境问题日益突出，化石能源的清洁利用迫在眉睫。我国的能源结构为富煤、贫气、少油，煤炭的清洁利用技术开发在缓解甚至解决环境问题起着至关重要的作用。煤气化技术可以有效控制煤炭中的各种污染物排放，是煤炭清洁高效利用的核心技术，对解决能源环境问题具有重要意义。

在中国的能源消费结构中，煤所占比例超过70％，煤炭利用过程中产生的主要污染物包括含硫、氮、氯等以及痕量挥发性金属元素(如Hg，Pb，As，Se等)。此外，温室气体CO₂的排放控制也是世界关注的主要问题之一。目前，我国已成功开发了大规模煤气化技术，中国专利CN201610562104.0公布了一种“可实现燃烧前CO₂捕集的整体煤气化燃料电池发电系统”，该系统实现了大部分CO₂的捕集，使得CO₂排放量降低了75％，但是仍然有废气排出，而且没有痕量挥发性金属元素(如Hg，Pb，As，Se等)等污染物的控制。中国专利CN201610888933.8公布了一种“一种基于IGCC的近零排放燃煤发电系统及方法”可以实现减排系统中90％的CO₂，但是系统尾气中存在NO_X的排放，不利于环境保护。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本发明的目的在于提供一种带污染物控制的近零排放煤气化发电系统及发电方法，不仅可以实现煤气化发电系统中主要污染物的控制，实现了CO₂的近零排放，还实现了多能互补，系统能量综合利用效率达到65％以上。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带污染物控制的近零排放煤气化发电系统，包括气化炉1，气化炉1入口连通反应原料煤粉、H₂O和O₂出口，气化炉1的高温煤气出口连通煤气冷却塔2入口，煤气冷却塔2的高温蒸汽出口连通汽轮机12入口，煤气冷却塔2的冷却煤气出口连通除尘装置3入口，除尘装置3的干净煤气出口依次连通易挥发碱金属脱除装置4、脱硫装置5、水汽变换装置6、CO2分离装置7、膨胀机8和燃料电池9的阳极侧，燃料电池9的阴极侧通入来至鼓风机13经过第三换热器17的热空气，燃料电池9的阳极侧高温尾气出口连通催化燃烧器10入口，催化燃烧器10的出口分两路，一路连通余热锅炉11入口，另一路连通固体氧化物电解池18入口，余热锅炉11的气体出口连通第一换热器15。

进入气化炉1入口的反应原料煤粉采用来自于空分装置14的高压N₂输送。

进入气化炉1入口的O₂来源于空分装置14。