[实用新型]一种耦合IGCC和CO2转化的零碳多联产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电技术领域，尤其涉及一种耦合IGCC和CO₂转化的零碳多联产系统。

背景技术

工业革命以来的人类活动，尤其是发达国家在工业化进程中排放了大量温室气体，引发并加剧了全球气候变暖等极端气候和天气异常现象，给人类的生存和发展带来了严重的挑战。目前全球经济增长导致化石能源需求快速增长，随之而来的是温室气体大量排放，尤其是CO₂，温室效应的加剧必然引发全球变暖，极大地影响人类的生存和发展。有效控制温室气体排放，应对全球气候变化已刻不容缓。

在电力生产过程中会产生的大量CO₂，人们已进行了大量努力减少CO₂排放。一个实例是碳捕集与储存(Carbon Capture and Storage，CCS)，利用吸附、吸收、分离等成熟技术将CO₂从废气中捕集出来，通过运输或输送至埋藏地点，长久或永久储存起来，从而减少CO₂向大气中的直接排放。然而CCS技术的整个过程中，没有产生新的有价值的产品，是一个纯投入的无经济效益的环保技术，并且在技术实施过程中，也需要消耗能量，会导致新的CO₂排放。对于燃煤电厂来说，在IGCC电厂加装CCS会增加成本40-60％，在常规超临界燃煤电厂上加CCS会使发电成本增加60-80％，在高昂的成本面前，人们普遍难以接受。按照现有技术，CO₂捕集过程也会消耗大量的能源，在常规电厂加装CCS会降低发电效率20-30％左右，即生产一度电需要多消耗能源约20-25％左右。此外，CO₂地质封存存在许多不确定性和潜在的风险。CO₂地质封存的目标底地层深度一般超过1000m，CO₂注入以后，与地层中原有的岩石、地下水发生化学反应，并持续增加地层的空隙压力，这将破坏原始的应力、温度、渗透压力等物理化学平衡，其带来的长期地质影响难以估量。

CO₂本身也是一种宝贵的碳资源，如何合理的利用CO₂资源是当今世界的一个重要研究课题。由于短时期内新能源不可能替代化石原料，CO₂的地质封存技术及后期影响还有待于研究，CO₂的化学转化将是未来降低CO₂排放量的一个重要途径。CO₂的化学转化是指以CO₂为原料，通过一系列的反应，转化为有价值的化工中间体或化学品。CO₂的化学转化做到了真正意义上的变“废”为“宝”，实现了CO₂的资源化利用，是目前CO₂研究领域的前言热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于构建一种耦合IGCC和CO₂转化的零碳多联产系统，实现系统的零碳排放。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:

一种耦合IGCC和CO₂转化的零碳多联产系统，包括气化炉、燃气发电系统、余热发电系统、CO₂转化系统和费托合成系统；所述的气化炉设置有煤炭入口、气化剂入口和合成气出口；所述的燃气发电系统设置有合成气入口、电能输出口、CO入口和高温CO₂出口；所述的合成气入口连接气化炉的合成气出口；所述的电能输出口输出电能；所述的余热发电系统设置有高温CO₂入口、低温CO₂出口和电能输出口；所述的高温CO₂入口连接燃气发电系统的高温CO₂出口；所述的电能输出口输出电；所述的CO₂转化系统设置有低温CO₂入口、第一CO出口和第二CO出口；所述的低温CO₂入口连接余热发电系统的低温CO₂出口；所述的第一CO出口与燃气发电系统的CO入口相连接；所述的费托合成系统设置有CO入口和化工产品输出口；所述的CO入口连接CO₂转化系统的第二CO出口；所述的化工产品输出口输出反应生成的化工产品。该零碳多联产系统实现了零碳排放，节能环保，C的循环利用增加了能源的利用率；整个系统中没有CO等有毒气体的排出，不会造成操作人员气体中毒现象；自动化程度高，减少操作人员的数量，降低成本。