[发明专利]一种利用IGCC低品位余热发电的装置与方法

摘要

一种利用IGCC低品位余热发电的装置与方法，利用饱和合成气作为热源将加压后有机工质从液态加热为过热蒸汽状态，在膨胀机内膨胀做功发电，然后进入冷凝器成为液态，液态的有机工质经泵升压，如此形成一个有机工质朗肯循环；本发明用于减小气化岛冷却塔内的散热损失，利用气化岛中低温余热提高系统发电效率。

主权项

1.一种利用IGCC低品位余热发电的装置进行发电的方法，该装置包括气化炉(2)，所述气化炉(2)的煤粉入口连通煤处理设备(1)，气化炉(2)的氧化剂入口连通空分系统(3)，气化炉(2)还包括水蒸气入口，气化炉(2)的合成气出口依次连通废热锅炉(4)、气‑气换热器(5)、洗涤除尘设备(6)、水汽变换单元(7)、余热回收单元(8)、脱硫脱碳单元(9)和硫回收单元(10)；所述余热回收单元(8)的有机工质侧出口连通膨胀机(15)的有机工质入口，膨胀机(15)的有机工质出口连通冷凝器(16)的有机工质入口，冷凝器(16)的有机工质出口连通储罐(17)的入口，储罐(17)的出口连通有机工质泵(18)的入口，有机工质泵(18)的出口连通余热回收单元(8)的有机工质侧入口；冷凝器(16)的冷却水出口连通冷却塔(14)的入口，冷却塔(14)的出口连通冷凝器(16)的冷却水入口；所述脱硫脱碳单元(9)的燃料气出口连通气‑气换热器(5)的燃料气入口，气‑气换热器(5)的燃料气出口连通燃气轮机(11)的入口，燃气轮机(11)的尾气出口连通余热锅炉(12)的入口，余热锅炉(12)的高温高压蒸汽出口连通汽轮机(13)的入口；所述废热锅炉(4)的高压蒸汽出口连通余热锅炉(12)的入口；其特征在于：发电的方法为：原煤在煤处理设备(1)中处理为煤粉后，输送到气化炉(2)中；空分系统(3)产生的纯氧与另外一股水蒸气作为气化炉(2)的氧化剂和反应介质进入气化炉(2)中；气化炉(2)产生的合成气进入废热锅炉(4)，气化炉(2)产生的渣排除；合成气在废热锅炉(4)释放高温显热后，进入气‑气换热器(5)，废热锅炉(4)产生的高压蒸汽进入余热锅炉(12)过热；合成气在气‑气换热器(5)中降温并释放热量给燃料气，随后进入洗涤除尘设备(6)；合成气在洗涤除尘设备(6)除去灰尘、NH3和Cl污染物后，进入水汽变换单元(7)；合成气在水汽变换单元(7)中将大部分CO与水反应转换为CO2与H2，再进入余热回收单元(8)；余热回收单元(8)内的饱和合成气作为热源在余热回收单元(8)中将有机工质从液态加热为过热蒸汽状态，过热蒸汽状态的有机工质在膨胀机(15)内膨胀做功，然后进入冷凝器(16)被冷凝为液态，冷凝后的有机工质经过储罐(17)储存和有机工质泵(18)升压后，进入余热回收单元(8)被饱和合成气加热，完成一个循环；合成气在余热回收单元(8)降温后进入脱硫脱碳单元(9)，脱硫脱碳单元(9)分离出来的H2S进入硫回收单元(10)，硫回收单元(10)将H2S转化为产品硫；脱硫脱碳单元(9)产生的CO2由电站输出，用于利用与封存；合成气在脱硫脱碳单元(9)脱除CO2与H2S后，成为合格的燃料气，再进入气‑气换热器(5)升温；燃料气离开气‑气换热器(5)后进入燃气轮机(11)做功发电，燃烧尾气进入余热锅炉(12)；余热锅炉(12)产生的高温高压蒸汽进入汽轮机(13)做功发电，余热锅炉(12)排烟排入大气。