[发明专利]一种低能耗实现燃气机组热电冷三联产零碳排放的方法

摘要

本发明公开一种低能耗实现燃气机组热电冷三联产零碳排放的方法，该方法中，空气经压气机(1)压缩后送入燃气轮机或内燃机(2)中，随后与喷入的天然气燃烧，生成高温高压的燃气推动叶轮旋转，带动发电机(3)发电；燃气轮机或内燃机的出口与碳酸化炉(4)的底部连接，用于将燃气轮机或内燃机生成的富含大量CO2的燃气通入碳酸化炉中，进而脱除燃气中的CO2；碳酸化后的钙基吸收剂送入煅烧炉/燃料反应器中煅烧再生，由天然气的化学链燃烧提供所需热量。本发明将钙循环工艺、燃气机组热电冷三联产系统和化学链燃烧进行了深层次耦合，低能耗地实现了燃气机组热电冷三联产系统的零碳排放，同时可以获得高浓度的可供压缩储存的CO2和N2。

主权项

一种低能耗实现燃气机组热电冷三联产零碳排放的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一.空气经压气机(1)压缩至指定压力后，送入燃气轮机(2)中，随后与喷入的天然气混合燃烧，产生高温高压的燃气推动叶轮旋转，带动发电机(3)发电；步骤二.当燃气在燃气轮机内因膨胀做功温度降低至650～700℃时，将这部分仍然带有一定压力的燃气送入装有煅烧后的钙基吸收剂的碳酸化炉(4)中，此时在碳酸化炉中，煅烧后的钙基吸收剂中的主要成分CaO与燃气中的CO2反应，生成CaCO3，从而脱除了燃气中的CO2；步骤三.碳酸化后的钙基吸收剂经单向控制阀C(12)送入煅烧炉/燃料反应器(13)中煅烧再生，煅烧后的钙基吸收剂经单向控制阀D(14)重新回到碳酸化炉中，继续吸收燃气中的CO2，实现一个完整的循环；多次循环后失活的钙基吸收剂从煅烧炉/燃料反应器的排渣口排出，同时添加适量新鲜的钙基吸收剂；步骤四.经空气反应器(23)氧化生成的载氧体与天然气在煅烧炉/燃料反应器内无焰燃烧，提供煅烧钙基吸收剂所需的热量；在煅烧炉/燃料反应器内被还原的载氧体经单向控制阀F(22)重新回到空气反应器中，与空气发生氧化反应实现再生；再生后的载氧体经单向控制阀E(21)进入煅烧炉/燃料反应器中与天然气反应，继续为煅烧钙基吸收剂提供热量；多次循环后失活的载氧体从空气反应器的排渣口排出，同时添加适量新鲜的载氧体；步骤五.煅烧钙基吸收剂时释放的CO2和天然气无焰燃烧生成的CO2经过热交换器C(15)放出热量后，依次进入压缩机A(16)、压缩机B(18)和压缩机C(20)进行多级压缩后储存；其中，热交换器D(17)、热交换器E(19)分别对前级压缩后的CO2气流冷凝除水和降低温度；步骤六.在碳酸化炉中脱除CO2后的燃气继续送入膨胀机(5)内膨胀做功，带动步骤五中所提及的压缩机A(16)、压缩机B(18)和压缩机C(20)压缩CO2气流；在膨胀机内做完功后的燃气送入余热锅炉(6)中加热水蒸气，回收余热后的燃气送入热交换器A(7)中，经冷凝除水后，热交换器A出口可以得到高浓度的N2；步骤七.余热锅炉产生的水蒸气一部分通过单向控制阀A(8)进入热交换器B(9)，经热交换器B调节温度后作为热源进行供暖，剩余的水蒸气通过单向控制阀B(10)送入吸收式制冷机组(11)，为工质再生提供热量。