[发明专利]一种多循环工质回收烟气余热富氧燃烧发电集成系统

摘要

本发明公开了一种多循环工质回收烟气余热富氧燃烧发电集成系统，包括水泵、第一换热器、蒸汽轮机、燃烧器、燃气轮机、多股物流换热器、第二换热器多股物流换热器、第一气液分离器、第一压缩机、第三换热器、第二气液分离器、第二压缩机、液态CO₂泵、LNG泵、第三压缩机、第一分流器、第二分流器、第三分流器和第四分流器。本发明利用不同工质沸点的不同实现充分回收烟气中的余热，由于系统的分流器的设置使得三种工质的组成比例可调，因此通过设定三种工质的最佳混合比例来提高回热量，使得系统效率在最佳比例下能够被进一步优化提高，使燃烧余热最大程度回收，且在降低系统功耗的同时实现了系统的零碳排放。

主权项

1.一种多循环工质回收烟气余热富氧燃烧发电集成系统，其特征在于，包括水泵(1)、第一换热器(2)、蒸汽轮机(3)、燃烧器(4)、燃气轮机(5)、多股物流换热器(6)、第二换热器(7)、第一气液分离器(8)、第一压缩机(9)、第三换热器(10)、第二气液分离器(11)、第二压缩机(12)、液态CO₂泵(13)、LNG泵(14)、第三压缩机(15)、第一分流器(16)、第二分流器(17)、第三分流器(18)和第四分流器(19)；所述燃烧器(4)的物流输入端分别与第二分流器(17)、第四分流器(19)和第三压缩机(15)的物流输出端相连，所述燃烧器(4)的物流输出端与燃气轮机(5)的物流输入端相连；所述燃烧器(4)用于燃烧天然气后，将燃烧产生的烟气输出至燃气轮机(5)中；所述燃气轮机(5)用于将燃烧器(4)燃烧产生的烟气的能量转化为动能；所述第二分流器(17)用于将非燃烧用途的天然气传输至系统外管路中，同时将燃烧用途的天然气传输至燃烧器(4)中进行反应；所述第四分流器(19)用于将循环的水、CO₂和稀有气体混合后输送至燃烧器(4)中；所述第三压缩机(15)用于对氧气进行加压后传输至燃烧器(4)中进行反应；所述第一换热器(2)的物流输入端分别与水泵(1)和燃气轮机(5)的物流输出端相连，所述第一换热器(2)的物流输出端分别与蒸汽轮机(3)和多股物流换热器(6)的物流输入端相连；所述第一换热器(2)用于所述燃气轮机(5)输出的烟气与所述水泵(1)加压后的水之间的换热；所述蒸汽轮机(3)用于将所述第一换热器(2)的输出的水的压力能转化为动能；所述多股物流换热器(6)的物流输入端分别与第一换热器(2)、第二气液分离器(11)和液态CO₂泵(13)的物流输出端相连，所述多股物流换热器(6)的物流输出端分别与第四分流器(19)、第二压缩机(12)和第二换热器(7)的物流输入端相连；所述多股物流换热器(6)用于将第一换热器(2)输出的烟气的余热分别传递给第二气液分离器(11)输出的稀有气体和液态CO₂泵(13)输出的CO₂，并将换热后的烟气输入至第二换热器(7)，将换热后的稀有气体输入第二压缩机(12)，将换热后的CO₂输入第四分流器(19)；所述第二换热器(7)的物流输入端分别与多股物流换热器(6)和第三换热器(10)的物流输出端相连，所述第二换热器(7)的物流输出端分别与第二分流器(17)和第一气液分离器(8)的物流输入端相连；所述第二换热器(7)用于LNG与所述多股物流换热器(6)输出的烟气之间的换热，并将烟气中的水蒸气冷却至液态；所述第一气液分离器(8)的物流输入端与第二换热器(7)相连，所述第一气液分离器(8)的物流输出端分别与第一分流器(16)和第一压缩机(9)的物流输入端相连；所述第一气液分离器(8)用于分离第二换热器(7)中形成的液态水；所述第一分流器(16)用于将循环所需的水输入至水泵(1)，将循环不需要用的水排出系统；所述第一气液分离器(8)用于将CO₂及稀有气体输送至第一压缩机(9)进行加压；所述第三换热器(10)的物流输入端分别与第一压缩机(9)和LNG泵(14)的物流输出端相连，所述第三换热器(10)的物流输出端分别与第二换热器(7)和第二气液分离器(11)的物流输入端相连；所述第三换热器(10)用于LNG与第一压缩机(9)输出的CO₂及稀有气体之间的换热；所述第二气液分离器(11)用于分离经过第三换热器(10)换热后液化成液态的CO₂；所述第三分流器(18)用于将第二气液分离器(11)输入的液态CO₂用于循环的部分输入至液态CO₂泵(13)中，将第二气液分离器(11)输入的液态CO₂不用于循环的部分排出系统；所述液态CO₂泵(13)用于将第三分流器(18)输入的CO₂输入至多股物流换热器(6)进行换热；所述第二气液分离器(11)用于将稀有气体输送至多股物流换热器(6)进行换热；所述第二分流器(17)的物流输入端与第二换热器(7)相连，所述第二分流器(17)的物流输出端与燃烧器(4)相连；所述第二分流器(17)用于将燃烧所需的天然气输送至燃烧器(4)，将燃烧不需要用的天然气输出系统；通过设定所述第一分流器(16)排出系统的水的体积，调整循环介质中水的比例；通过设定所述第三分流器(18)排出系统的CO₂的体积，调整循环介质中CO₂的比例。