CN102052102A - 煤化学链燃烧发电工艺及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤化学链燃烧发电工艺及其装置，用于利用煤发电需吸收二氧化碳的场合。主要由煤气化炉、煤旋风分离器、还原器、还原器旋风分离器、氧化器、氧化器旋风分离器、压气机、一级涡轮机、饱和器、二级涡轮机、冷凝器、发电机组成。煤在气化炉内气化为CO、CH₄，送入还原器内，在还原器内与NiO反应生成高温高压纯CO₂气体，在一级涡轮机中作功，带动发电机发电。从一级涡轮机出来的气体经冷凝器冷凝成纯CO₂气体和水，纯CO₂气体加以加收。本发明为一种无火焰燃烧技术，用化学链燃烧方式分离出纯CO₂，从而有效控制CO₂排放。

Description

煤化学链燃烧发电工艺及其装置

技术领域：

本发明涉及一种煤化学链燃烧发电工艺及其装置，用在发电需减少二氧化碳排放场合。

背景技术：

全球气候变暖主要是由于以CO₂为主的温室气体大量排放而导致地球温室效应的加剧而造成的。控制和减少CO₂的排放量对于解决大气温室效应和全球变暖的影响具有重要作用。我国是CO₂排放大国，排放量约占世界CO₂排放总量的1/5，其中大部分CO₂是由燃煤产生的。在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，煤炭消耗量将持续增长，以化石燃料为主要的能源生产中，CO₂的排放量约占人类各种活动所引起的CO₂排放总量的70％以上，控制燃煤生产中CO₂的排放对于解决大气温室效应和全球变暖具有显著的作用。而从燃煤锅炉的尾气中分离CO₂能耗非常大。

有基于此，申请人作出本发明，旨在采用无火焰燃烧，用化学链燃烧方式分离出纯CO₂，从而有效控制CO₂排放。

发明内容：

针对上述所要解决的技术问题，本发明的第一方面目的是提供一种煤化学链燃烧发电装置，其特征在于：包括煤气化炉，煤气化炉与空分器相连，第一旋风分离器与煤气化炉循环连接，还原器与第一旋风分离器相连，第二旋风分离器与还原器循环连接，还原器内置有NiO，氧化器与还原器的出料口相连，第三旋风分离器与氧化器循环连接，还原器与氧化器的出料口相连，一级涡轮机、饱和器、二级涡轮机分别与压气器相连，一级涡轮机与第二旋风分离器相连，冷凝器与一级涡轮机相连，氧化器与饱和器相连，二级涡轮机与第三旋风分离器相连，发电机分别与一级涡轮机、二级涡轮机相连。

本发明的第二方面目的是提供一种煤化学链燃烧发电工艺，包括以下步骤：

(1)、空气经空分器后与煤一起送入煤气化炉，煤气化炉与第一旋风分离器组成循环流化床，煤在气化炉内气化为CO、CH₄，渣从气化炉下部排出；

(2)、煤气化炉内生成的CO、CH₄送入还原器内，还原器与第二旋风分离器组成循环流化床，在还原器内，CO、CH₄与NiO反应生成高温高压纯CO₂气体；

(3)、在还原器内反应生成的高温高压纯CO₂气体，经第二旋风分离器送入到一级涡轮机中作功，带动发电机发电，从一级涡轮机出来的气体，经冷凝器冷凝成纯CO₂气体和水，纯CO₂气体加以回收；

(4)、在还原器内生成的Ni被送至氧化器中，经压气器、饱和器压缩后的空气同时送入氧化器中，氧化器与第三旋风分离器组成循环流化床，产生氧化反应将Ni氧化成NiO，生成的NiO送至还原器内循环使用；

(5)、从第三旋风分离器中出来的的N₂气送到二级涡轮机中作功，带动发电机发电。

本发明的有益效果如下：本发明采用空气经空分器后与煤一起送入煤气化炉，煤在气化炉内气化为CO、CH₄，送入还原器内，在还原器内与NiO反应生成高温高压纯CO₂气体，在一级涡轮机中作功，带动发电机发电，从一级涡轮机出来的气体经冷凝器冷凝成纯CO₂气体和水，纯CO₂气体加以加收。在还原器内生成的Ni送回氧化器中，经压气器、饱和器压缩的空气同时送入氧化器，产生氧化反应将Ni氧化成NiO，从氧化器旋风分离器中出来的N₂气送到二级涡轮机中作功，带动发电机发电。本发明为一种无火焰燃烧技术，用化学链燃烧方式分离出纯CO₂，从而有效控制CO₂排放。

下面结合附图1和具体实施例对本发明进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释但本发明不局限于以下实施例。

附图说明：

图1为本发明的煤化学链燃烧发电装置的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的煤化学链燃烧发电装置，包括煤气化炉1，煤气化炉1与空分器13相连，旋风分离器2与煤气化炉1循环连接，还原器3与旋风分离器2相连，旋风分离器4与还原器3循环连接，还原器3内置有NiO，氧化器12与还原器3的出料口相连，旋风分离器11与氧化器12循环连接，还原器3与氧化器12的出料口相连，一级涡轮机7、饱和器6、二级涡轮机10分别与压气器5相连，一级涡轮机7与旋风分离器4相连，冷凝器8与一级涡轮机7相连，氧化器12与饱和器6相连，二级涡轮机10与旋风分离器11相连，发电机9分别与一级涡轮机7、二级涡轮机10相连。

结合图1所示，本发明的煤化学链燃烧发电工艺流程如下：

1、空气经空分器13后与煤一起送入煤气化炉1，煤气化炉1与旋风分离器2组成循环流化床，煤在气化炉1内气化为CO、CH₄，渣从气化炉1下部排出；

2、煤气化炉1内生成的CO、CH₄送入还原器3内，还原器3与旋风分离器4组成循环流化床，在还原器3内，CO、CH₄与NiO反应生成高温高压纯CO₂气体，反应方程式为：

CO+CH₄+NiO→CO₂+H₂O+Ni    (1)

3、在还原器3内反应生成的高温高压纯CO₂气体，经旋风分离器4送入到一级涡轮机7中作功，带动发电机9发电，从一级涡轮机7出来的气体，经冷凝器8冷凝成纯CO₂气体和水，纯CO₂气体加以回收。

4、在还原器3内生成的Ni被送至氧化器12中，经压气器5、饱和器6压缩后的空气同时送入氧化器12中，氧化器12与旋风分离器11组成循环流化床，产生氧化反应将Ni氧化成NiO，生成的NiO送至还原器3内循环使用。反应方程式为：

Ni+O₂→NiO    (2)

5、从旋风分离器11中出来的的N₂气送到二级涡轮机10中作功，带动发电机9发电。

Claims (2)

1.一种煤化学链燃烧发电装置，其特征在于：包括煤气化炉，煤气化炉与空分器相连，第一旋风分离器与煤气化炉循环连接，还原器与第一旋风分离器相连，第二旋风分离器与还原器循环连接，还原器内置有NiO，氧化器与还原器的出料口相连，第三旋风分离器与氧化器循环连接，还原器与氧化器的出料口相连，一级涡轮机、饱和器、二级涡轮机分别与压气器相连，一级涡轮机与第二旋风分离器相连，冷凝器与一级涡轮机相连，氧化器与饱和器相连，二级涡轮机与第三旋风分离器相连，发电机分别与一级涡轮机、二级涡轮机相连。

2.一种煤化学链燃烧发电工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、空气经空分器后与煤一起送入煤气化炉，煤气化炉与第一旋风分离器组成循环流化床，煤在气化炉内气化为CO、CH₄，渣从气化炉下部排出；

(2)、煤气化炉内生成的CO、CH₄送入还原器内，还原器与第二旋风分离器组成循环流化床，在还原器内，CO、CH₄与NiO反应生成高温高压纯CO₂气体；

(3)、在还原器内反应生成的高温高压纯CO₂气体，经第二旋风分离器送入到一级涡轮机中作功，带动发电机发电，从一级涡轮机出来的气体，经冷凝器冷凝成纯CO₂气体和水，纯CO₂气体加以回收；

(4)、在还原器内生成的Ni被送至氧化器中，经压气器、饱和器压缩后的空气同时送入氧化器中，氧化器与第三旋风分离器组成循环流化床，产生氧化反应将Ni氧化成NiO，生成的NiO送至还原器内循环使用；

(5)、从第三旋风分离器中出来的的N₂气送到二级涡轮机中作功，带动发电机发电。

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