[发明专利]一种利用汽轮机的混合工质处理方法

说明书

本发明提供了一种利用汽轮机的混合工质处理方法，涉及火力发电技术领域。该方法包括以下步骤：将煤炭气化分离后的混合工质通往汽轮机；其中，混合工质包括水蒸气和二氧化碳，汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，高压缸的正数第1～3压力级的流道均涂覆有抗氧化涂层，低压缸的倒数第1～3压力级的流道均涂覆有防腐涂层；然后使经过汽轮机的混合工质进入冷凝器；待混合工质从冷凝器排出后，对混合工质中的二氧化碳进行收集。本发明提供的方法不仅能够对二氧化碳进行充分利用，还能够有效避免二氧化碳的排放污染。

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，具体而言，涉及一种利用汽轮机的混合工质处理方法。

背景技术

目前，由于化石能源的大量使用和日渐枯竭，人们的生存受到了较大的威胁，因此，“能源、环境与发展”成为了现下研究的三大主题，如何大幅提高能源利用率的同时减少对环境的污染是发展可持续性绿色资源战略的主要目标。在煤炭利用方面，是以煤或焦炭为原料，以氧气、水蒸气作为气化剂，在高温高压环境下使煤或焦炭气化成可燃气体(CH₄、H₂等)、H₂O、CO₂以及灰渣等，从而实现煤炭的高效利用。在煤炭气化过程中，会使用汽轮机，传统的汽轮机以蒸汽为介质进行朗肯循环，从而实现化学能与清洁电能之间的转换和利用。近年来，业内先后出现了亚临界、超临界、超超临界的一次再热式汽轮机发电机组以及二次再热式机组，这些机组的效率有所提高，但对于煤炭高效利用过程中产生的大量高温、高压的超临界H₂O和CO₂的混合物的处理，对于污染物二氧化碳的排放，却没有较好的成效。

发明内容

本发明的目的包括提供一种利用汽轮机的混合工质处理方法，此方法不仅能够对二氧化碳进行充分利用，还能够有效避免二氧化碳的排放污染。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种利用汽轮机的混合工质处理方法，其包括以下步骤：将煤炭气化分离后的混合工质通往汽轮机；其中，混合工质包括水蒸气和二氧化碳，汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，高压缸的正数第1～3压力级的流道均涂覆有抗氧化涂层，低压缸的倒数第1～3压力级的流道均涂覆有防腐涂层；然后使经过汽轮机的混合工质进入冷凝器；待混合工质从冷凝器排出后，对混合工质中的二氧化碳进行收集。

在本发明的较佳实施例中，混合工质经调节阀、并通过进汽室进入汽轮机，调节阀的阀门以及进汽室均涂覆有抗氧化涂层。通过控制调节阀开度，能够调节进入汽轮机的混合工质的流量，从而实现机组变工况运行。

在本发明的较佳实施例中，抗氧化涂层选自氮化硼涂层、铝硅合金涂层、纯铝涂层和有机硅涂层中的任意一种。基于二氧化碳和水蒸气热力参数和物性参数的不同，并且基于二氧化碳与水蒸气比例不同的情况，设置了多种涂层，以保证部件能够有效抗氧化。在涂覆涂层时，抗氧化涂层优选通过火焰喷涂的方式进行涂覆。

在本发明的较佳实施例中，冷凝器内涂覆有防腐涂层。在冷凝器内，水蒸气也会凝结成液态水，与二氧化碳共同形成弱酸环境，防腐涂层能够有效避免冷凝器受损。

在本发明的较佳实施例中，防腐涂层选自陶瓷粉末涂层和有机粉末涂层中的任意一种。陶瓷粉末涂层和有机粉末涂层均能够有效防腐，优选陶瓷粉末涂层。

在本发明的较佳实施例中，在混合工质从冷凝器排出之后，在对混合工质中的二氧化碳进行收集之前，还包括：对二氧化碳进行干燥。