CN204716320U - 一种燃气轮机氩气循环动力系统 - Google Patents

一种燃气轮机氩气循环动力系统 Download PDF

Info

Publication number
CN204716320U
CN204716320U CN201520231745.9U CN201520231745U CN204716320U CN 204716320 U CN204716320 U CN 204716320U CN 201520231745 U CN201520231745 U CN 201520231745U CN 204716320 U CN204716320 U CN 204716320U
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas turbine
argon
power system
gas
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520231745.9U
Other languages
English (en)
Inventor
李理光
沈益波
邓俊
龚学海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201520231745.9U priority Critical patent/CN204716320U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204716320U publication Critical patent/CN204716320U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Abstract

本实用新型涉及一种燃气轮机氩气循环动力系统，由二氧化碳捕集组件、氮肥生产组件及动力供应组件构成，二氧化碳捕集组件包括水箱(1)，与水箱(1)依次连接的冷凝器(3)、氨水喷淋吸收塔(8)，以及与水箱(1)连接的液氨存储罐(4)、氨水存储罐(5)，氮肥生产组件为氮肥生产系统(17)，动力供应组件包括深冷空分单元(6)、混合室(7)、燃烧室(9)、燃气透平(10)、余热锅炉(12)、蒸汽透平(13)、氩气补偿罐(15)及空压机(19)。本实用新型利用天然气与氧气混合燃烧产生动能供发电机发电，利用氨水对二氧化碳的捕集作用，对燃烧产物二氧化碳进行了捕集，并把二氧化碳和氨水的反应产物碳酸氢铵制作成了氮肥。

Description

一种燃气轮机氩气循环动力系统
技术领域
本实用新型涉及一种动力系统，尤其是涉及一种燃气轮机氩气循环动力系统。
背景技术
目前公知中国发电厂的动力系统绝大部分依靠燃烧煤炭加热锅炉，然后用水蒸气来驱动蒸汽轮机发电。煤炭的燃烧会产生很多二氧化硫和悬浮颗粒物，而这两者是产生雾霾的主要原因，同时煤炭的燃烧还会产生氮氧化物(NOx)和二氧化碳(CO2)，前者会产生酸雨和光化学烟雾，对人体造成危害，而后者是一种温室气体，会造成全球变暖。
现有的燃气轮机动力系统虽然基本没有二氧化硫和悬浮颗粒物的排放，但它还是有大量的氮氧化物和二氧化碳的排放。根据国际能源署(IEA)的预测，碳捕集技术(CCS)减少的二氧化碳排放量到2050年将占所有减排技术减少的碳排放量的19％，到2050通过CCS技术减少的碳排放量将达到91.2亿吨。
中国专利CN103206307A公开了一种用常压MCFC回收燃气轮机排气中CO2的复合动力系统，以不回收CO2的燃气蒸汽联合循环系统为基准系统提出利用熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)捕获CO2的集成方案，由燃气轮机、熔融碳酸盐燃料电池、氧离子传输膜、高温空气透平、余热锅炉及CO2回收单元组成，实现燃气轮机低CO2排放，但是该动力系统无法结合碳捕集技术生产碳酸氢铵。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种接近零排放的燃气轮机氩气循环动力系统，在达到零排放的同时，还能生产农业用氮肥。利用了一种碳捕集技术，将燃烧产物二氧化碳吸收并制作成碳酸氢铵，再通过氮肥生产系统把碳酸氢铵制作成农用氮肥。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种燃气轮机氩气循环动力系统，由二氧化碳捕集组件、氮肥生产组件及动力供应组件构成，
所述的二氧化碳捕集组件包括水箱，与水箱依次连接的冷凝器、氨水喷淋吸收塔，以及与水箱连接的液氨存储罐、氨水存储罐，
所述的氮肥生产组件为氮肥生产系统，经富液泵连接在氨水喷淋吸收塔的底部，
所述的动力供应组件包括深冷空分单元、混合室、燃烧室、燃气透平、余热锅炉、蒸汽透平、氩气补偿罐及空压机，所述的混合室经过空压机，与燃烧室及燃气透平连接，所述的余热锅炉、蒸汽透平依次与燃气透平连接，所述的余热锅炉还经过连接管道直接与冷凝器连接，所述的氩气补偿罐连接在该连接管道上。
所述的冷凝器将水蒸汽冷凝成水并存储在水箱中。
所述的氨水存储罐中的氨水由水箱中的水和液氨存储罐中的液氨勾兑而成
所述的氨水喷淋吸收塔中的氨水和二氧化碳反应之后产生的碳酸氢铵富液通过富液泵被氮肥生产系统制作成氮肥。
所述的氨水喷淋吸收塔顶部排出氩气，进入到混合室中。
所述的燃烧室中通入天然气、氩气和氧气。
所述的燃气透平及蒸汽透平分别连接有发电机。
所述的氩气补偿罐经控制阀向连接管道中补充供应氩气。
所述的深冷空分单元将空气中的氮气和氧气分离，产生高浓度的氧气进入混合室。
与现有技术相比，本实用新型不会产生对环境造成污染的气体，产物只有氮肥，而氮肥中的氮素是人类非常重要的蛋白质来源；同时在该系统中加入高比热比的氩气，提高了燃气轮机的热效率；加入了冷却水的回收，让冷却水和液氨混合勾兑成氨水，节约了水资源。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1-水箱；2-水泵；3-冷凝器；4-液氨存储罐；5-氨水存储罐；6-深冷空分单元；7-混合室；8-氨水喷淋吸收塔；9-燃烧室；10-燃气透平；11-第一发电机；12-余热锅炉；13-蒸汽透平；14-第二发电机；15-氩气补偿罐；16-控制阀；17-氮肥生产系统；18-富液泵；19-空压机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
一种燃气轮机氩气循环动力系统，由二氧化碳捕集组件、氮肥生产组件及动力供应组件构成，其结构如图1所示，该系统包括水箱1、水泵2、冷凝器3、液氨存储罐4、氨水存储罐5、深冷空分单元6、混合室7、氨水喷淋吸收塔8、燃烧室9、燃气透平10、第一发电机11、余热锅炉12、蒸汽透平13、第二发电机14、氩气补偿罐15、控制阀16、氮肥生产系统17、富液泵18以及空压机19。深冷空分单元6将空气中的氮气和氧气分离，产生高浓度的氧气进入混合室7，在混合室7中和氩气混合并进入空压机19压缩之后进入燃烧室9与天然气燃烧，产生二氧化碳、水蒸气，氩气作为惰性气体不参与反应，它作为一种工质起到了提高燃气轮机热效率的作用，燃气透平10推动第一发电机11发电。从燃气轮机10出来的气体成分是二氧化碳、水蒸汽和氩气，这些高温气体再进入余热锅炉12，加热其中的水蒸汽，高温水蒸汽再推动蒸汽透平13做功，从而推动第二发电机14发电。高温混合器再经过余热锅炉12之后温度有所下降，然后二氧化碳、水蒸汽和氩气进入冷凝器3冷却，水蒸汽被冷凝成水存储在水箱1中。脱水后的气体成分是二氧化碳和氩气，它们进入氨水喷淋吸收塔8底部迎着喷淋下来的氨水从氨水喷淋塔8顶部排出，此时二氧化碳已经被氨水喷淋吸收塔8中的氨水吸收，产生的碳酸氢铵富液通过富液泵18进入氮肥生产系统17生产出碳酸氢铵氮肥，从氨水喷淋吸收塔8顶排出的气体只有氩气这一个成分，氩气进入混合室7再进入空压机19并形成一个氩气循环管路；当氩气管路中缺少足够的氩气时，打开控制阀16，氩气从氩气补偿罐15流入整个氩气循环系统进行氩气补偿。
二氧化碳捕集系统包括水箱1、水泵2、液氨存储罐4、氨水存储罐5、氨水喷淋吸收塔8以及冷凝器3。其中，冷凝器3把尾气中的水蒸汽除去之后，二氧化碳和氩气进入氨水喷淋吸收塔8底部，再经过喷淋之后二氧化碳被氨水吸收。被冷凝的水蒸气变成液态水存储在水箱1中，水箱1中的水和液氨存储罐4中的液氨通过水泵2按照一定的比例混合之后进入氨水存储罐5，氨水存储罐4给氨水喷淋塔提供氨水。
本实用新型的工作原理在于将天然气和氧气以1:2的一个最佳的混合比混合进入空压机19压缩之后进入燃烧室9，其燃烧产生动力，经燃气透平10给第一发电机11提供动力，产生电能，同时利用燃气轮机的高温尾气加热余热锅炉12中的水蒸汽，高温水蒸汽再推动蒸汽透平13做功，从而推动第二发电机14发电。
另一方面，为降低燃烧气体热能损耗率，在该系统中加入有一惰性氩气循环系统，由于氩气具有高比热比，热效率高，也是有效的提高了热能的利用率。
此外，本系统还将燃料燃烧产生的水蒸汽进行了回收利用，用它来勾兑氨水，起到了节约水资源的作用。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，该动力系统由二氧化碳捕集组件、氮肥生产组件及动力供应组件构成，
所述的二氧化碳捕集组件包括水箱(1)，与水箱(1)依次连接的冷凝器(3)、氨水喷淋吸收塔(8)，以及与水箱(1)连接的液氨存储罐(4)、氨水存储罐(5)，
所述的氮肥生产组件为氮肥生产系统(17)，经富液泵(18)连接在氨水喷淋吸收塔(8)的底部，
所述的动力供应组件包括深冷空分单元(6)、混合室(7)、燃烧室(9)、燃气透平(10)、余热锅炉(12)、蒸汽透平(13)、氩气补偿罐(15)及空压机(19)，所述的混合室(7)经过空压机(19)，与燃烧室(9)及燃气透平(10)连接，所述的余热锅炉(12)、蒸汽透平(13)依次与燃气透平(10)连接，所述的余热锅炉(12)还经过连接管道直接与冷凝器(3)连接，所述的氩气补偿罐(15)连接在该连接管道上。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的冷凝器(3)将水蒸汽冷凝成水并存储在水箱(1)中。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的氨水存储罐(5)中的氨水由水箱(1)中的水和液氨存储罐(4)中的液氨勾兑而成。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的氨水喷淋吸收塔(8)中的氨水和二氧化碳反应之后产生的碳酸氢铵富液通过富液泵(18)被氮肥生产系统(17)制作成氮肥。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的氨水喷淋吸收塔(8)顶部排出氩气，进入到混合室(7)中。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的燃烧室(9)中通入天然气、氩气和氧气。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的燃气透平(10)及蒸汽透平(13)分别连接有发电机。
8.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所 述的氩气补偿罐(15)经控制阀(16)向连接管道中补充供应氩气。
9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机氩气循环动力系统，其特征在于，所述的深冷空分单元(6)将空气中的氮气和氧气分离，产生高浓度的氧气进入混合室(7)。
CN201520231745.9U 2015-04-16 2015-04-16 一种燃气轮机氩气循环动力系统 Expired - Fee Related CN204716320U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520231745.9U CN204716320U (zh) 2015-04-16 2015-04-16 一种燃气轮机氩气循环动力系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520231745.9U CN204716320U (zh) 2015-04-16 2015-04-16 一种燃气轮机氩气循环动力系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204716320U true CN204716320U (zh) 2015-10-21

Family

ID=54315323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520231745.9U Expired - Fee Related CN204716320U (zh) 2015-04-16 2015-04-16 一种燃气轮机氩气循环动力系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204716320U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106224023A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 西安交通大学 一种联合循环间接空冷系统
CN107276126A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的电热冷气多能互补供能系统及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106224023A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 西安交通大学 一种联合循环间接空冷系统
CN107276126A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种基于燃料电池的电热冷气多能互补供能系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109372636B (zh) 一种零碳排放的三循环整体煤气化燃料电池发电系统及方法
CN207598304U (zh) 一种带有碳捕集功能的超临界二氧化碳双布雷顿循环发电装置
CN103140272B (zh) 分离二氧化碳的方法和具有二氧化碳分离的燃气轮机装置
CN112160806B (zh) 一种耦合富氧燃烧的超临界co2循环冷热电联产系统
CN103410614B (zh) 用两级常压mcfc回收燃气轮机排气中co2的复合动力系统
CN107859539A (zh) 一种集成碳捕集的二氧化碳双布雷顿循环发电系统
CN103111172B (zh) 一种船舶主机余热回收和尾气处理系统及方法
CN110332764B (zh) 一种利用lng冷能梯级复合循环回收co2的零排放动力系统
CN108926964B (zh) 一种热力发电厂分时二氧化碳捕集存储系统
CN109148919B (zh) 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
CN106837439A (zh) 太阳能有机朗肯循环辅助的真空变压变温耦合吸附碳捕集系统
CN204716320U (zh) 一种燃气轮机氩气循环动力系统
CN103912385A (zh) 集成氧离子传输膜富氧燃烧法捕集co2的igcc系统
CN101822929A (zh) 一种利用电解吸技术捕集二氧化碳的方法
CN211737297U (zh) 一种利用烟气低温余热加湿燃料气的igcc发电系统
CN210122940U (zh) 一种空气流程高度耦合的整体煤气化燃料电池发电系统
CN202538625U (zh) 利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的设备
CN107792329A (zh) 动力与水联合供应方法
CN203098053U (zh) 化工富氢气体的收集利用系统
CN105944508A (zh) 氨基酸作为水合物促进剂及其在二氧化碳捕捉与封存中的应用
CN105797541B (zh) 一种太阳能光伏驱动的水合物法碳捕集系统
CN214196426U (zh) 火电厂空分储能耦合富氧燃烧碳捕集一体化集成系统
CN105251316B (zh) 独立太阳能直接热力驱动利用混合工质脱除co2的系统
CN210320730U (zh) 基于煤矿瓦斯回收利用的制冷系统
CN211045602U (zh) 一种采用高温净化的高效整体煤气化燃料电池发电系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151021

Termination date: 20180416