[实用新型]一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统

权利要求书

1.一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，包括备煤单元(1)、气化炉(2)、废热锅炉(3)、循环气压缩机(5)、第一气气加热器(6)、水洗塔(7)、第二气气加热器(8)、羰基硫水解反应器(9)、脱硫单元(12)、湿化器(13)、引射器(16)、燃料电池(17)、纯氧燃烧器(18)、燃气透平(19)、空气压缩机(20)、阴极回热器(22)、空气透平(23)、余热锅炉(24)、汽轮机(25)、第一二氧化碳压缩机(26)、第二二氧化碳压缩机(27)、深冷空分单元(30)和氧压机(31)，其中，备煤单元(1)的出口与气化炉(2)的煤粉入口连接，气化炉(2)顶部的高温粗合成气出口连接废热锅炉(3)入口，废热锅炉(3)的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(24)的入口，废热锅炉(3)的粗合成气出口连接循环气压缩机(5)的入口和第一气气加热器(6)的热侧入口，循环气压缩机(5)的低温合成气出口连接废热锅炉(3)的入口；

第一气气加热器(6)的热侧出口经过水洗塔(7)连接第二气气加热器(8)的热侧入口，第二气气加热器(8)的热侧出口经过羰基硫水解反应器(9)连接第二气气加热器(8)的冷侧入口，第二气气加热器(8)的冷侧出口连接脱硫单元(12)的入口，脱硫单元(12)的出口经过湿化器(13)连接第一气气加热器(6)的冷侧入口，第一气气加热器(6)的冷侧出口经过引射器(16)连接燃料电池(17)的阳极入口，燃料电池(17)的阳极尾气出口连接引射器(16)的入口和纯氧燃烧器(18)的入口；

纯氧燃烧器(18)的纯氧入口连接氧压机(31)的氧气出口，纯氧燃烧器(18)的出口连接燃气透平(19)，燃气透平(19)的尾气出口连接余热锅炉(24)；

空气压缩机(20)的出口连接阴极回热器(22)的冷侧入口，阴极回热器(22)的冷侧出口连接燃料电池(17)的阴极入口，燃料电池(17)的阴极出口连接阴极回热器(22)的热侧入口，阴极回热器(22)的热侧出口连接空气透平(23)的入口，空气透平(23)的尾气出口连接余热锅炉(24)；

空气压缩机(20)的出口还连接深冷空分单元(30)的入口，深冷空分单元(30)的氧气出口连接氧压机(31)的入口；氧压机(31)的纯氧出口连接气化炉(2)的氧气入口；

余热锅炉(24)的高压过热蒸汽出口连接汽轮机(25)，汽轮机(25)的部分中压蒸汽出口连接气化炉(2)的入口。

2.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，余热锅炉(24)的燃烧尾气出口与引射器(16)之间设置有第一二氧化碳压缩机(26)，引射器(16)的入口还与汽轮机(25)的部分中压蒸汽出口连接。

3.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，余热锅炉(24)的燃烧尾气出口与气化炉(2)之间设置有第二二氧化碳压缩机(27)。

4.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，余热锅炉(24)的燃烧尾气出口还连接有第一余热回收换热器(28)的入口，第一余热回收换热器(28)的出口连接多级压缩机(29)的入口；多级压缩机(29)的出口连接液态二氧化碳储液罐。

5.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，废热锅炉(3)的粗合成气出口连接有除尘单元(4)，所述除尘单元(4)连接循环气压缩机(5)的入口和第一气气加热器(6)的热侧入口。

6.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，脱硫单元(12)上设置有废水出口和废气出口，其中，废水出口与废气出口分别连接有水处理单元(14)与硫回收单元(15)。

7.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，第二气气加热器(8)的冷侧出口依次连接有低温余热回收单元(10)和合成气冷却器(11)，其中，合成气冷却器(11)的出口连接脱硫单元(12)的入口。

8.根据权利要求1所述的一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，空气压缩机(20)的出口和深冷空分单元(30)的入口之间设置有第二余热回收换热器(21)。