[发明专利]超临界水煤制气装置及系统

权利要求书

1.一种超临界水煤制气装置，其特征在于，包括：

气化单元，其内设有用于产生超临界水煤反应的空间，所述气化单元的液固两相反应入口与水煤浆输入源连接，所述气化单元的液相反应入口与补充水源连接，所述气化单元的反应出口与分离混合单元的入口连接；

第一换热器，热端连接在所述气化单元的反应出口与所述分离混合单元的入口之间，冷端连接在所述补充水源与所述气化单元的液相反应入口之间；

余热利用单元，并联在所述第一换热器的热端两侧；

其中，所述分离混合单元的液相分离出口连接在所述补充水源与所述第一换热器的冷端之间，所述分离混合单元的燃气分离出口与燃气发电系统连接，所述分离混合单元的碳分离出口与碳捕集单元连接。

2.根据权利要求1所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述气化单元包括：

气化室，其内设有用于产生超临界水煤反应的空间，所述气化室上分别设有所述液固两相反应入口、所述液相反应入口和所述反应出口；

加热炉，连接在所述第一换热器的冷端与所述液相反应入口之间。

3.根据权利要求1所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述余热利用单元包括：

分流阀，连接在所述反应出口与所述第一换热器的热端之间；

集流阀，连接在所述第一换热器的热端与所述分离混合单元之间；

至少一个换热器，串联在所述分流阀与所述集流阀之间。

4.根据权利要求3所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述余热利用单元包括顺次串联在所述分流阀与所述集流阀之间的第二换热器和第三换热器，所述第二换热器用于连接超临界CO₂循环系统，所述第三换热器用于连接朗肯循环系统。

5.根据权利要求1所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述分离混合单元包括：

一级分离子单元，与所述第一换热器的热端连接，所述一级分离子单元上设有所述燃气分离出口；

二级分离子单元，连接在所述一级分离子单元与所述碳捕集单元之间，所述二级分离子单元上分别设有所述碳分离出口以及至少一个所述液相分离出口；

混合器，连接在所述补充水源与所述第一换热器的冷端之间，各个所述液相分离出口分别连接在同一所述混合器上。

6.根据权利要求5所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述一级分离子单元包括第四换热器、第一冷凝器和第一气液分离器，所述第一气液分离器上分别设有第一入口、第一液相出口和所述燃气分离出口，所述第一入口与所述第一冷凝器连接，所述第四换热器的冷端连接在所述第一液相出口与所述二级分离子单元之间，所述第四换热器的热端连接在所述第一换热器的热端与所述第一冷凝器之间。

7.根据权利要求6所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述二级分离子单元包括第二减压阀、第二气液分离器、第五换热器、第二冷凝器和第三气液分离器，所述第二气液分离器上分别设有第二入口和第二气相出口，所述第三气液分离器上分别设有第三入口和第三气相出口，所述第二入口通过所述第二减压阀与所述第四换热器的冷端连接，所述第五换热器的热端连接在所述第二气相出口与所述第二冷凝器之间，所述第五换热器的冷端连接在所述补充水源与所述混合器之间，所述第三入口与所述第二冷凝器连接，所述第三气相出口与所述碳捕集单元连接；

所述第二气液分离器和所述第三气液分离器上还各自设有一个所述液相分离出口，每个所述液相分离出口分别连接在同一所述混合器上。

8.根据权利要求1所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，所述燃气发电系统为燃气-蒸汽联合循环系统和燃料电池系统中的至少一个系统。

9.根据权利要求1至8任一项所述的超临界水煤制气装置，其特征在于，还包括：

第一减压阀，连接在所述第一换热器的热端与所述分离混合单元的入口之间；

增压泵，连接在所述分离混合单元的液相分离出口与所述第一换热器的冷端之间。

10.一种超临界水煤制气系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的超临界水煤制气装置。