[发明专利]一种生物质直燃发电系统及方法

说明书

本发明技术方案提供一种生物质直燃发电系统及方法，包括低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、回热器、燃烧室、除尘器、透平、发电机、冷却器及水分离器。本发明技术方案的生物质直燃发电系统中的二氧化碳可直接通过循环系统收集，不需要额外的捕碳装置，实现了二氧化碳负排放，且结构简单、结构紧凑、运行灵活，发电效率高，可实现电厂的小型化和模块化。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种生物质直燃发电系统及方法。

背景技术

生物质是重要的可再生能源之一，具有资源丰富、可再生、分布地域广、大气污染物排放少等优点，国内外均在大力发展生物质能源发电技术。生物质发电技术主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电、热解气化发电和沼气发电四类。但是，生物质发电是否是真正二氧化碳零排放发电方式，行业内仍有争议，因为实际上生物质电厂仍然有排放烟气的烟囱。

近年来，以超临界二氧化碳为工质的动力循环技术发展很快，特别是，采用纯氧直燃加热的半闭式超临界二氧化碳循环，兼具高效发电与廉价捕碳的优点，并且系统简单、结构紧凑、灵活性好。生物质固体经处理后可直接作为半闭式超临界二氧化碳循环的燃料，而后者可方便地从循环回路中分离出水和多余的二氧化碳，二氧化碳可直接收集用于其它用途或封存。因此，采用半闭式超临界二氧化碳循环的生物质直燃发电系统可实现二氧化碳零排放，或者说是负排放，具有很高的社会效益。因此，亟待构建一种生物质固体直燃的半闭式超临界二氧化碳循环系统。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种生物质直燃发电系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物质直燃发电系统，包括低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、回热器、燃烧室、除尘器、透平、发电机、冷却器及水分离器，所述低压压缩机的出口连接所述中间冷却器的进口，所述中间冷却器的出口连接所述高压压缩机的进口，所述高压压缩机出口连接所述回热器的低温侧进口，所述回热器的低温侧出口连接所述燃烧室的工质进口，所述燃烧室的出口连接所述除尘器的进口，所述除尘器的出口连接所述透平的进口，所述透平的出口连接所述回热器的高温侧进口，所述回热器的高温侧出口连接冷却器的进口，所述冷却器的出口连接所述水分离器的进口，分离出的水排出所述水分离器的水出口，水分离器的工质出口连接所述低压压缩机的进口，所述发电机连接所述透平。

可选的，所述燃烧室上还设有生物质燃料进口和氧气进口。

可选的，所述的生物质直燃发电系统还包括水收集装置，所述水收集装置连接所述水分离器的水出口。

可选的，所述的生物质直燃发电系统还包括二氧化碳收集装置，所述二氧化碳收集装置连接所述中间冷却器。

可选的，所述燃烧室与所述除尘器之间的距离为不超过5米。

可选的，所述除尘器与所述透平之间的距离为不超过5米。

为解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种生物质直燃发电方法，包括如下步骤：

向燃烧室送入生物质燃料和氧气，生物质燃料燃烧产生的热量对燃烧室的超临界二氧化碳工质进行加热；

所述超临界二氧化碳工质与所述生物质燃料的燃烧产物形成的混合工质进入除尘器进行除尘；

除尘结束后，所述混合工质进入透平膨胀做功，并推动发电机发电，且透平排出的气体依次经回热器释放余热，经冷却器冷却，再通过水分离器除湿；

经过水分离器后，水进入水收集装置，二氧化碳依次经低压压缩机增压，经中间冷却器冷却后，一部分二氧化碳进入高压压缩机增压，再进入回热器加热，最后输入燃烧室，其余二氧化碳储存于二氧化碳收集装置。

可选的，所述的生物质直燃发电方法还包括：将所述生物质燃料送入所述燃烧室之前，对所述生物质燃料进行预处理制成颗粒状。