CN201152197Y - 无二氧化碳排放的燃气轮机发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种无CO2排放的燃气轮机发电系统，该系统包括燃气机轮机联合循环发电子系统、CO2处理和化工产品干冰生产子系统；本系统由空分装置获得的纯氧直接与燃气轮机的燃烧室相连，使得煤气中CO全部变为CO2，再经过CO2压缩装置将它压缩制成干冰，实现CO2的零排放。该燃气轮机发电系统不装前级压气机，而在燃烧室外壳增加冷却水套，冷却水套再与余热锅炉相连，使得吸收的余热得到了有效的利用，该燃气轮机发电系统具有环保性能先进、综合利用率高和经济性好的优点。

Description

无二氧化碳排放的燃气轮机发电系统
一.技术领域
本实用新型涉及环境保护领域.它是将燃气轮机发电系统产生的CO2收集利用使之零排放的系统，它基于燃气轮机排出的尾气及过程中产生的蒸汽联合循环发电，过程中产生的CO2制成化工产品(干冰)。此系统包括发电、化工产品生产系统。
二.背景技术
目前与本实用新型相关的技术主要包括：燃气轮机发电系统，CO2处理技术和化工产品生产.其各自技术发展状况和特征如下：
1.燃气轮机发电系统，是以航空燃气轮机技术为基础.利用前级涡轮空气增压而获得的高压空气在燃烧室内与燃料(如航空汽油，煤气，天然气等)燃烧产生的高压燃气.以燃气推动燃气轮机发电，再利用高温排气在余热锅炉中产生蒸气驱动汽轮机发电。由于推动燃气轮机燃烧是用空气混合燃料，前端空气增压机设备复杂使之燃气轮机效率不高。
2.燃气轮机发电系统排出的尾气中二氧化碳处理技术：二氧化碳大量排放引起全球气候变暖的问题日益严重，热能发电产生大量的CO2是导致大气中CO2增加的根本原因.因此在燃气轮机发电过程中有效利用和处理CO2是十分关键技术.而目前燃气轮机发电在燃烧室燃后产生的CO2，是由于是引入空气燃烧，排烟中的CO2被氮气稀释.使CO2浓度变得很低，处理难度大.如处理这部分CO2需消耗大量能耗.经济上不合算。
三.发明内容
本发明的目的在于克服燃气轮机发电系统生产中的敝端，解决CO2废气对大气的污染.
1.本发明的目的在于利用燃气轮机发电过程中.引入纯氧使它产生大量CO2通过物理吸收系统和CO2压缩液化生产化工产品K(如干冰，碳酸氢铵等。)
2.为获取足量的CO2.在供燃气轮机燃烧煤气中供应纯氧，使煤气中CO完全燃烧形成CO2.同时产生大量余热.经余热锅炉获高温饱和蒸气来推动汽轮机发电，尾蒸气还可供城市供热取暖；由于给燃烧室供纯氧，它是从空分装置经增压获得，这可省去燃气轮机的前端增压机；同时为不使进入燃气轮机燃气温度太高，在燃烧室外壳增加冷却水套。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
无CO2排放的燃气轮机发电系统，该系统包含空分装置A，增压器B，煤气供应装置C，燃烧室D，冷却水套E，燃气轮机F，余热锅炉G，汽轮机H，CO2物理吸收装置I，CO2压缩装置J，化工产品K。其中空分装置A经增压机B与燃烧室D相连，煤气供应装置C与燃烧室D相连，经增压后的纯氧在燃烧室D内与煤气C燃烧后推动燃气轮机F作功发电；尾气进入余热锅炉G，由燃烧室冷却外套E送来蒸气经余热锅炉G产生的高压饱和蒸气推动汽轮机H作功发电，尾蒸气可送往城市供暖。该系统中还包括在燃烧室D产生大量的CO2进入余热锅炉G，经物理吸收装置I分离后经CO2压缩装置J送入化工产品K，使CO2全部转化，实现CO2零排放。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1，本实用新型有机的组合成循环发电和化工产品K，充分利用了系统内的资源，现实了系统的高效性、优越的环保性和良好的经济性。
2.本实用新型采用纯氧与煤气燃烧供燃气轮机作功，提高了发电机的出力，又产生大量CO2.经吸收后制成化工产品K(干冰).解决了CO2零排放又获得化工产品K.这先进新颖的组合提高了整体的经济效益和社会效益.
3.本方法是由空分装置A经增压器B的纯氧送入燃烧室G，省去了燃气轮机前级的压气机，降低了燃机的造价又有利于提高机组运行的稳定性和安全可靠性.还增加发电出力，而在燃烧室增加水冷外套既有利于燃气降温又增加了热量循环。
4.本方法不仅以煤气为燃料，而且也可采用其它燃料，如天然气、石油焦、渣油、城市垃圾等，具有很好的燃料适应性.
四.附图说明：
图1本发明的无CO2排放的燃气轮机发电系统的流程图
五.具体的实施例：如图1所示
本方法包括联合循环发电子系统，CO2处理和化工产品生产子系统.该系统中A-空分装置，B-氧增压器，C-煤气供应装置，D-燃烧室，E-冷却水套，F-燃气轮机，G-余热锅炉，H-汽轮机，，I-CO2物理吸收装置，J-CO2压缩装置，K-化工产品.
本实施例提供一种无CO2排放的燃气轮机发电子系统，该系统包括空分装置A，氧增压器B，煤气供应装置C，冷却水套E，燃烧室D，燃气轮机F，余热锅炉G，汽轮机H.其中冷却水通过冷却水套E送入余热锅炉G利用热交换产生高压饱和蒸气；形成高温高压蒸气推动汽轮机H发电.
本实施例还提供一种CO2处理和化工产品K(如制干冰)子系统：该系统包括经燃气轮机作功后的CO2由物理吸收装置I和CO2经压缩装置J与化工产品K相连.
本系统的流程如下(参照图1)
氧气1经增压2进入燃烧室D，外供煤气3进入燃烧室D，冷却水4进入燃烧室D的冷却水套E，煤气3与纯氧2在燃烧室D燃烧后产生高温高压燃气7推动燃气轮机F发电，其产生的尾气8进入余热锅炉G，尾气中由物理吸收装置I吸收的CO211送入CO2压缩装置J，液态CO2制成干冰K，余热锅炉G产生的高压蒸汽9用来推动汽轮机H发电，流出的尾蒸气10可供城市供暖，冷却水4注入燃烧室D冷却水套E它产生的蒸气6输入余热锅炉加热，供产生高温高压蒸汽。
本实施例采用煤气。其有关参数如下：煤气供应量180,000M3(标)/h
燃气轮机发电21.2万KW  汽轮机发电12.3万KW  空分和增压耗功2.1万KW
CO2压缩机耗功1.4万KW  可供发电量30万KW    CO2回收率100％

Claims (4)

1.无CO2排放的燃气轮机发电系统，该系统包含空分装置A，增压器B，煤气供应装置C，燃烧室D，冷却水套E，燃气轮机F，余热锅炉G，汽轮机H，CO2物理吸收装置I，CO2压缩装置J，化工产品K，其特征在于空分装置A经增压机B与燃烧室D相连，煤气供应装置C与燃烧室D相连，燃烧室D与燃气轮机F相连，燃气轮机与发电机和余热锅炉G相连，再由燃烧室冷却外套E与余热锅炉G相连，余热锅炉G与汽轮机H相连，尾蒸气可供城市取暖；无CO2排放的燃气轮机发电系统，该系统中还包括燃烧室D与余热锅炉G相连，经物理吸收装置I后与CO2压缩装置J相连，再与化工产品K相连，使CO全部转化成CO2，实现CO2零排放。
2.如权利要求1所述的无CO2排放的燃气轮机发电系统，其特征还在于燃气轮机是由空分装置A经增压机B与燃烧室D相连提供纯氧，使煤气中CO全部转化成CO2，实现CO2零排放。
3.如权利要求1所述的无CO2排放的燃气轮机发电系统，其特征还在于燃气轮机不装前级压气机，而在燃烧室D外壳增加冷却水套E，而且冷却水套E再与余热锅炉G相连，有效的利用此热能。
4.如权利要求1所述的无CO2排放的燃气轮机发电系统，其特征还在于不仅以煤气为燃料，还能选用天然气、城市垃圾、石油焦、渣油中的至少一种。
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