[发明专利]一种基于超临界CO2工质的燃煤锅炉发电系统

摘要

本发明公开了一种基于超临界CO₂工质的燃煤锅炉发电系统，由煤处理子系统、锅炉子系统、尾气处理子系统、二氧化碳捕捉子系统、二氧化碳压缩子系统和二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统组成。本发明针对超临界CO₂在锅炉的应用，燃煤电厂用超临界CO₂的Brayton循环代替传统蒸汽朗肯循环过程，全厂效率高达50％以上。本发明提高了导致减少燃料的供给，减少了污染物的排放，同时加入CO₂捕捉系统，进一步提高了节能减排的效果。本发明高效的全厂效率以及低污染物排放，同时充分利用烟气中CO₂，达到节能减排的效果。

主权项

1.一种基于超临界CO2工质的燃煤锅炉发电方法，其特征在于，所述基于超临界CO2工质的燃煤锅炉发电方法包括：煤处理子系统将原煤经过破碎、干燥、研磨送往锅炉子系统燃烧，燃烧后产生的高温烟气经尾气处理子系统脱硝、除尘、脱硫操作得到洁净烟气；经尾气处理子系统处理所得的洁净烟气经二氧化碳捕捉子系统将高浓度的CO2捕获，送往二氧化碳压缩子系统压缩得到高压的超临界CO2补充给二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统，经二氧化碳捕捉子系统未被捕获的烟气排放大气；二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统中，高压低温的超临界CO2经过锅炉子系统的受热面换热变为高温高压的超临界CO2，在二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统中的汽轮机机组作功发电；所述基于超临界CO2工质的燃煤锅炉发电方法的系统包括：煤处理子系统，用于对原煤破碎、干燥、研磨；锅炉子系统，与煤处理子系统连接，用于将处理的原煤燃烧，产生高温烟气；尾气处理子系统，与锅炉子系统连接，用于将高温烟气进行脱硝、除尘、脱硫；二氧化碳捕捉子系统，与尾气处理子系统连接，用于捕获高浓度的CO2；二氧化碳压缩子系统，与二氧化碳捕捉子系统连接，用于压缩高浓度的CO2得到高压的超临界CO2；二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统，与二氧化碳压缩子系统连接，用于将捕获后压缩的二氧化碳补充到二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统，高压低温的超临界CO2经受热面换热变为高温高压的超临界CO2；所述二氧化碳Brayton汽轮机循环子系统由主压缩机、第三级经济换热器、二氧化碳压缩子系统换热器、第二级经济换热器、第一级经济换热器、省煤器、过热器、第一级再热器、第二级再热器、第一级汽轮机6‑10、第二级汽轮机、第三级汽轮机、辅助压缩机、二氧化碳吸收子系统换热器、冷却器组成；低温低压的超临界CO2经主压缩机压缩，一部分经第三级经济换热器低温侧加热，另一部分经二氧化碳压缩子系统换热器加热和第二级经济换热器低温侧出口气流混合；第三级经济换热器低温侧出口气流，一部分流经省煤器加热，另一部分流经第二级经济换热器低温侧加热；第二级经济换热器低温侧出口气流，和来自二氧化碳压缩子系统换热器的气流以及经辅助压缩机出口气流汇合，流经第一级经济换热器低温侧加热；第一级经济换热器低温侧出口气流和省煤器气流汇合，经锅炉子系统的所述过热器加热，流入第一级汽轮机作功，得到的汽轮机乏汽经锅炉子系统中的第一级再热器加热流入第二级汽轮机作功，得到的汽轮机乏汽经锅炉子系统中的第二级再热器加热流入第三级汽轮机作功，经过三级汽轮机作功得到高温低压的超临界CO2气流；所得气流经第一级经济换热器高温侧降温，一部分气流流入第二级经济换热器高温侧，另一部分流入二氧化碳吸收子系统换热器换热；第二级经济换热器高温侧出口气流一部分流入辅助压缩机中，另一部分气流和来自流入二氧化碳吸收子系统换热器出口气流汇合，流入第三级经济换热器高温侧；最终，气流经过所述冷却器，完成整套循环。