[发明专利]一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统及方法

摘要

本发明公开一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统及方法，包括废热锅炉、引射器、燃料电池和阴极回热器；利用煤气高温显热直接加热阴极空气，节省了燃料电池内燃料气用于维持操作温度所需的燃料气，避免了煤气高温显热转化为蒸汽，再由汽轮机发电，提高了系统的净发电效率；利用煤气高温显热直接加热阴极空气，减小了阴极回热器体积，避免了煤气冷却过程与蒸汽发电过程的关联，简化了系统流程，易于实现系统的顺序启动。本发明在保证设备造价合理的前提下，有效提高IGFC净发电效率，解决了现有技术存在的问题。

主权项

1.一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，包括备煤单元(1)、气化炉(2)、废热锅炉(3)、循环气压缩机(5)、第一气气加热器(6)、第二气气加热器(8)、羰基硫水解反应器(9)、脱硫单元(12)、湿化器(13)、引射器(16)、燃料电池(17)、纯氧燃烧器(18)、阴极空气压缩机(20)、阴极回热器(22)、空气透平(23)、余热锅炉(24)、汽轮机(25)、尾气压缩机(26)、氧压机(27)、深冷空分单元(28)和氮压机(29)；备煤单元(1)的出口连接气化炉(2)的煤粉入口，气化炉(2)顶部的高温粗煤气出口连接废热锅炉(3)的入口；废热锅炉(3)的空气入口连接阴极回热器(22)冷侧空气出口，废热锅炉(3)的空气出口连接燃料电池(17)阴极入口；废热锅炉(3)的粗煤气出口连接循环气压缩机(5)入口和第一气气加热器(6)热侧入口；循环气压缩机(5)出口连接废热锅炉(3)的空气入口；第一气气加热器(6)热侧出入口依次连接第二气气加热器(8)热侧和羰基硫水解反应器(9)，羰基硫水解反应器(9)的出口连接第二气气加热器(8)冷侧入口；第二气气加热器(8)冷侧出口连接脱硫单元(12)；脱硫单元(12)的洁净煤气出口连接湿化器(13)的入口；湿化器(13)的出口连接第一气气加热器(6)冷侧入口，第一气气加热器(6)冷侧出口连接引射器(16)的工作流体入口；汽轮机(25)中部的中压蒸汽出口连接接引射器(16)的工作流体入口和气化炉(2)；尾气压缩机(26)出口连接引射器(16)的工作流体入口；燃料电池(17)阳极空气出口连接引射器(16)的引射流体入口和纯氧燃烧器(18)入口；连接引射器(16)的出口连接燃料电池(17)阳极空气入口；氧压机(27)的出口连接气化炉(2)和纯氧燃烧器(18)入口；纯氧燃烧器(18)的出口连接余热锅炉(24)；余热锅炉(24)的尾气出口连接尾气压缩机(26)入口和大气；阴极空气压缩机(20)的出口连接阴极回热器(22)冷侧入口和深冷空分单元(28)入口；阴极回热器(22)的热侧出口连接空气透平(23)入口，空气透平(23)出口连接余热锅炉(24)入口；深冷空分单元(28)的污氮出口连通大气，纯氧出口连接氧压机(27)入口，纯氮连接氮压机(29)的入口；氮压机(29)的出口连接气化炉(2)入口；余热锅炉(24)的高压过热蒸汽出口连接汽轮机(25)。