[发明专利]废塑料发电工艺及系统

说明书

本发明涉及一种将碳材料转化为电能的工艺和系统。碳材料12在气化炉16中被气化成合成气18，并且蒸汽14被供应到气化炉16。合成气18被供应到燃气轮机30、36、38以产生电力。在燃气轮机30、36、38之前将空气24添加到合成气18中。来自燃气轮机30、36、38的废气40在第一冷却装置42中用水46冷却以产生蒸汽52。蒸汽用于至少一台蒸汽轮机中以产生电能56，并且来自至少一台蒸汽轮机56的蒸汽58被再循环至气化炉16。

技术领域

本发明涉及一种将废塑料转化为电力的工艺及系统，特别是使用集成气化联合循环的方法和系统。

背景技术

塑料的生产是大生意；据预测，到2020年，塑料市场的价值将超过6500亿美元[1,2]，在过去的50多年中这个行业一直保持稳定增长[3]。这种增长不可避免地伴随着废物的产生，据估计到2020年，废塑料的年产量将超过4.5亿吨[4]。

由此造成巨大的浪费；据路透社[5]报道，世界上51％的废物产品是由中国进口的，导致许多人采取“眼不见为净”的态度。2017年底，中国颁布了废塑料进口禁令，迫使许多国家重新品谷其废物管理战略。

很大一部分废塑料最终进入垃圾填埋场或世界海洋[6]并最终进入食物链。再加上塑料的缓慢的讲解速度(可能超过1000年)，很明显环境危机正显得很突出。

尽管如此，塑料的便利性和低成本可能会使该行业本身继续增长，随着原生塑料的生产和随之而来的废物的，几乎有增无减的继续。

为了避免迫在眉睫的环境危机，需要解决现代社会产生的大量废塑料的战略和技术。

因此本发明的一个目的是提供一种用于将废塑料转为能量的替代方法和/或系统。

因此，本发明的一个目的是提供一种将废塑料转化为能量的方法和/或系统，其至少部分地减轻上述缺点。

发明内容

根据本发明的第一实施例，提供了一种将碳材料，例如典型的废塑料聚乙烯或聚乙烯对聚酯转换为能量的工艺，包括以下步骤：

a、在气化炉中将碳材料气化为合成气，其中蒸汽供应给气化炉；

b、将合成气提供给燃气轮机以产生电能，其中在进入燃气轮机之前，将空气添加到合成气中；

c、在第一冷却装置中用水冷却来自燃气轮机的废气以产生蒸汽；和

d、至少一台蒸汽轮机使用步骤c中产生的蒸汽来产生电能；

其中，来自步骤d中的蒸汽可循环到气化炉。

气化炉的温度可以在800K至1200K之间，优选在900K和1100K之间，更优选为1000K。气化炉的压力优选在0.5至1.5bar之间。

燃气轮机的燃烧温度可低于1800K，优选低于1600K，更优选低于1300K。

通常，该工艺包括两个蒸汽轮机。优选地，在被输送至第二蒸汽轮机之前，来自第一蒸汽轮机的蒸汽被输送至减压装置，例如绝热减压装置，优选来自第二蒸汽轮机的蒸汽是干饱和蒸汽。

第一冷却装置的废气或排放到大气中，或被送往碳隔离装置。

该工艺可以进一步包括第二冷却装置，用于冷却来自气化炉的合成气。

通常，来自第一冷却装置的蒸汽被输送到第二冷却装置，或者来自第二冷却装置的蒸汽被输送到第一冷却装置并且产生的蒸汽在至少一个蒸汽轮机中使用。所产生的蒸汽的温度优选在570K至980K之间，更优选在650K和800K之间并且优选770K。所产生的蒸汽的压力可以在120bar至80bar之间，优选110bar和90bar，更优选为100bar。

该工艺还可包括在被输送到第一冷却装置或第二冷却装置之前增加水压力的泵。