[发明专利]煤及超临界水气化发电系统及发电方法

说明书

提供一种煤及超临界水气化发电系统包括气化炉，气化炉包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热；第一发电设备和气化腔连通，适用于将合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且第一发电设备的烟气和换热腔连通；第一输送单元和气化腔连通；第一热量回收单元和换热腔连通、并套设于第一输送单元的至少一部分的外侧；第二热量回收单元套设于第一输送单元的至少一部分的外侧。还提供一种燃烧方法包括以超临界水作为气化剂及反应物与煤在气化腔内生成合成气；利用合成气燃烧发电、并产生烟气；第一输送单元内的水分别吸收合成气及烟气中的热量以制备超临界水。

技术领域

本发明涉及煤炭转化技术领域，更具体地，涉及煤及超临界水气化发电系统及发电方法。

背景技术

煤炭是非常重要的一次能源，多以燃烧的方式利用，如进行发电等。煤气化是一种较为清洁的煤炭转化技术，主要是以煤、氧气及水在气化炉中发生反应以生成合成气。

目前，常规的煤气化过程中需要氧气压缩机及空分装置参与、以将氧气作为气化剂供给至气化炉内，并且还需要加热设备对煤进行氧化供热。因此，需要消耗较高的电力或热量。

发明内容

针对于现有的技术问题，本发明提供一种煤及超临界水气化发电系统及发电方法，用于至少部分解决以上技术问题。

为了实现上述目的，作为本发明提供一种煤及超临界水气化发电系统，包括：气化炉，气化炉包括气化腔及形成于气化腔外的换热腔，所述气化腔适用于对煤和超临界水气化、以制得合成气，所述换热腔适用于通入热媒、以对气化腔供热；第一发电设备，和所述气化腔连通，适用于将所述合成气作为燃料进行燃烧以对外发电，并且所述第一发电设备的烟气和所述换热腔连通，以将通过所述烟气的热量对所述气化腔供热；第一输送单元，和所述气化腔连通，适用于输送水、并在输送过程中对水加热以制备超临界水；第一热量回收单元，和所述换热腔连通、并套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过在所述换热腔内换热后的烟气对第一输送单元供热；以及第二热量回收单元，套设于所述第一输送单元的至少一部分的外侧，适用于通过所述合成气的热量对第一输送单元供热。

在一种示意性的实施例中，还包括第二发电设备，第二发电设备包括：蒸汽轮机；凝汽器；以及第二输送单元，设置于所述蒸汽轮机及凝汽器之间，并套设于所述第一能量回收单元的内部，适用于吸收所述烟气的热量、以形成换热介质在所述蒸汽轮机及凝汽器之间的循环，以使得所述蒸汽轮机对外发电。

在一种示意性的实施例中，所述换热介质包括水。

在一种示意性的实施例中，还包括节流阀，设置于所述第二热量回收单元及第一发电设备之间的合成气的输送管路上，适用于对合成气节流降压。

在一种示意性的实施例中，所述第一发电设备包括燃气轮机。

在一种示意性的实施例中，所述第一换热单元包括余热锅炉。

在一种示意性的实施例中，所述第二换热单元包括换热器。

本公开还提供一种基于发电系统的发电方法，包括：以超临界水作为气化剂及反应物与煤在气化腔内生成合成气；第一发电设备利用所述合成气燃烧发电、并产生烟气；以及第一输送单元内的水分别吸收合成气及烟气中的热量，以提升温度制备超临界水。

在一种示意性的实施例中，还包括第二发电设备吸收烟气中的热量，以使得换热介质由液态变成气态、并膨胀发电。

在一种示意性的实施例中，还包括对所述合成气节流降压后导入所述第一发电设备。