[发明专利]一种煤炭清洁利用热力系统及其运行方法

权利要求书

1.一种煤炭清洁利用热力系统，其特征在于，包括：

超临界水热燃烧单元，所述超临界水热燃烧单元包括超临界水热燃烧器(11)，所述超临界水热燃烧器(11)具有物料入口和反应物出口(13)，所述物料入口处设置有喷嘴(12)，其中，经过预热处理的水煤浆和预定氧化剂能够输送至所述喷嘴(12)处进行充分混合，再从所述喷嘴(12)以雾状颗粒形式，喷入事先已充满温度超过水煤浆中煤颗粒自燃温度的超临界水的所述超临界水热燃烧器(11)中，以形成超临界水热燃烧火焰，并生成包含有超临界水、超临界二氧化碳和灰分的反应产物，并从所述反应物出口(13)排出；

水煤浆供应单元，用于向所述喷嘴(12)处提供预热处理后的水煤浆；

氧化剂供应单元，用于向所述喷嘴(12)处提供预热处理后的预定氧化剂；

渣分离单元，用于对从所述超临界水热燃烧器(11)的反应物出口(13)排出的反应产物进行分离处理，并将分离得到的灰分进行存储，以及将分离出的由超临界水和超临界二氧化碳组成的混合热流体向外排出；

第一发电单元，用于利用所述渣分离单元排出的混合热流体作为工质进行发电，并排出乏汽；

二氧化碳收集单元，用于将所述第一发电单元排出的乏汽进行气液分离，并收集得到的二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的煤炭清洁利用热力系统，其特征在于，所述水煤浆供应单元包括：

水煤浆制取装置(21)，用于将从其入料口处输入的煤、原料水及分散剂进行混合，以形成水煤浆；

储水罐(22)，其出水口连接至所述水煤浆制取装置(21)的入料口，以提供原料水，其中，原料水为高浓度的有机废水或废液；以及

通过管路依次连接设置在所述水煤浆制取装置(21)出料口与所述超临界水热燃烧器(11)的喷嘴(12)之间的第一高压泵(23)、第一过滤器(24)以及第一换热器(25)，其中，从所述水煤浆制取装置(21)出料口流出的水煤浆先通过所述第一高压泵(23)加压后再经过第一过滤器(24)进行过滤处理，最后通过第一换热器(25)进行预热处理后再输送至所述喷嘴(12)处。

3.根据权利要求2所述的煤炭清洁利用热力系统，其特征在于，所述预定氧化剂是氧气，则所述氧化剂供应单元包括：

空气分离装置(31)，用于将空气进行处理以得到预定纯度的氧气；以及

通过管路依次连接设置在所述空气分离装置(31)出气口与所述超临界水热燃烧器(11)的喷嘴(12)之间的干燥机(32)、压缩机(33)以及第二换热器(34)，其中，从所述空气分离装置(31)出气口流出的氧气先通过所述干燥机(32)干燥处理后，再通过所述压缩机(33)进行压缩，最后通过所述第二换热器(34)进行预热处理后再输送至所述喷嘴(12)处。

4.根据权利要求3所述的煤炭清洁利用热力系统，其特征在于，所述渣分离单元包括：

渣分离装置(41)，其包括入料口、固定排料口以及气体排料口，其入料口通过管路连接至所述超临界水热燃烧器(11)的反应物出口(13)处；

储渣罐(42)，其入料口通过管路连接至所述渣分离装置(41)的固定排料口，以存储分离得到的灰分；

其中，所述渣分离装置(41)的气体排料口通过管路连接至所述第一换热器(25)的热媒入口，并在该管路上设置有用于过滤气体的第二过滤器(43)，另外，所述第一换热器(25)的热媒出口还通过管路连接至所述第二换热器(34)的热媒入口；

相应的，所述第一发电单元包括：

相连接的第一透平机(51)和第一发电机(52)，所述第一透平机(51)的气流入口通过管路连接至所述第二换热器(34)的热媒出口，通过所述第二换热器(34)流出的气体逐级膨胀做功后以带动所述第一发电机(32)进行发电。