一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统及方法

摘要：

本发明提供的一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统及方法，包括备煤单元、气化炉、煤气冷却器、循环气压缩机、引射器、燃料电池、阴极空气压缩机、阴极回热器、压缩机、纯氧燃烧器、CO₂燃气透平、回热器、余热锅炉和汽轮机；在整体煤气化燃料电池发电系统的基础上增加CO₂的捕集，并利用CO₂冷却加压装置将二氧化碳气体转化为超临界态CO₂，并该超临界态CO₂作为底循环，与纯氧、燃料电池阳极出口的尾气一起在纯氧燃烧器内进行反应，产生的高温高压气体在二氧化碳燃气透平中做功发电；该结构使得在燃料电池发电高效发电的基础上，进一步提高发电效率；同时，本系统同时兼顾了CO₂捕集功能，可高效、低成本地实现煤电发电的CO₂减排。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN201811361278.6

申请日期：2018-11-15

公开/公告号：CN109266396A

公开/公告日：2019-01-25

主分类号：C10J3/72(2006.01)I

申请/专利权人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

发明/设计人:周贤;彭烁;许世森;钟迪;李启明;王保民

主申请人地址:102209 北京市昌平区北七家镇未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼

专利代理机构:西安通大专利代理有限责任公司 61200

代理人:徐文权

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种采用超临界CO2底循环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)、煤气冷却器(3)、循环气压缩机(5)、降温脱硫单元、引射器(16)、燃料电池(17)、阴极空气压缩机(18)、阴极回热器(19)、压缩机(20)、纯氧燃烧器(21)、CO2燃气透平(22)、回热器(23)、余热锅炉(24)和汽轮机(30)，其中，备煤单元(1)的干煤粉出口、高压氮气管道的出口、纯氧管道出口均连接至气化炉(2)的入口，气化炉(2)的顶部高温粗煤气出口连接煤气冷却器(3)的入口，煤气冷却器(3)的粗煤气出口分为两路，一路连接循环气压缩机(5)的入口，另一路经过降温脱硫单元连接引射器(16)的入口，引射燃料电池(17)阳极出口的部分尾气，引射器(16)的煤气出口连接燃料电池(17)的阳极入口，燃料电池(17)的阳极出口经过压缩机(20)连接纯氧燃烧器(21)的入口，纯氧燃烧器(21)的高温高压气体出口连接CO2燃气透平(22)的入口；阴极空气压缩机(18)的出口连接阴极回热器(19)的冷侧入口，阴极回热器(19)的高温空气出口连接燃料电池(17)的阴极入口，燃料电池(17)的阴极出口连接阴极回热器(19)的热侧入口，阴极回热器(19)的热侧出口连接余热锅炉(24)；余热锅炉(24)的燃烧尾气出口连接CO2冷却加压装置的入口，CO2冷却加压装置的超临界CO2出口连接回热器(23)的冷侧入口。