一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统
本实用新型提供的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，包括备煤单元、气化炉、合成气冷却器、第一循环气压缩机、第一气气加热器、脱硫处理单元、甲醇合成单元、分离器、引射器、燃料电池、阴极空气压缩机、阴极回热器、余热锅炉、汽轮机和纯氧燃烧器；该系统的燃料电池利用化工合成过程的富H2驰放气为燃料，用以提高全系统的能量利用效率，并可保证设备可靠性，同时，满足煤基发电系统电力深度调峰的需求捕集了部分CO2，可大幅降低煤基发电过程的CO2排放强度。
实用新型
CN201821887938.X
2018-11-15
CN209144088U
2019-07-23
C10J3/48(2006.01)
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
周贤;彭烁;许世森;钟迪;李启明;王保民
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
西安通大专利代理有限责任公司
徐文权
1.一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，包括备煤单元(1)、气化炉(2)、合成气冷却器(3)、第一循环气压缩机(5)、第一气气加热器(6)、脱硫处理单元、甲醇合成单元(17)、降温单元、分离器(20)、引射器(22)、燃料电池(23)、阴极空气压缩机(25)、阴极回热器(26)、余热锅炉(27)、汽轮机(28)和纯氧燃烧器(24)，其中，备煤单元(1)的干煤粉出口连接气化炉(2)的入口，气化炉(2)顶部的高温粗合成气出口和第一循环气压缩机(5)的出口均连接合成气冷却器(3)的入口，合成气冷却器(3)的合成气出口分为两路，一路连接第一循环气压缩机(5)的入口；另一路连接第一气气加热器(6)的热侧入口，第一气气加热器(6)的热侧出口经过脱硫处理单元连接甲醇合成单元(17)的入口，甲醇合成单元(17)的出口经过降温单元连接分离器(20)的入口，分离器(20)顶部的驰放气出口连接第一气气加热器(6)的冷侧入口，第一气气加热器(6)的冷侧出口连接引射器(22)的入口，引射器(22)的出口连接燃料电池(23)的阳极入口，燃料电池(23)的阳极出口连接纯氧燃烧器(24)的入口，纯氧燃烧器(24)的尾气出口连接余热锅炉(27)的入口，余热锅炉(27)上设置有排气口； 阴极空气压缩机(25)的出口连接阴极回热器(26)的冷侧入口，阴极回热器(26)的冷侧出口连接燃料电池(23)的阴极入口，燃料电池(23)的阴极出口连接阴极回热器(26)的热侧入口，阴极回热器(26)的热侧出口连接余热锅炉(27)的入口； 合成气冷却器(3)的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(27)的入口，余热锅炉(27)的过热蒸汽出口连接汽轮机(28)的入口，汽轮机(28)的中压蒸汽出口连接气化炉(2)的入口。 2.根据权利要求1所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，合成气冷却器(3)的粗合成气出口连接有除尘单元(4)，除尘单元(4)的出口分为两路，一路连接第一循环气压缩机(5)的入口，另一路连接第一气气加热器(6)的入口。 3.根据权利要求1所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，脱硫处理单元包括水洗塔(7)、第二气气加热器(8)、耐硫水汽变换反应器(9)、低温余热回收单元(10)、第二合成气冷却器(11)和硫碳共脱单元(12)，其中，第一气气加热器(6)的热侧出口连接水洗塔(7)的入口，水洗塔(7)的出口连接第二气气加热器(8)的冷侧入口，第二气气加热器(8)的冷侧出口连接耐硫水汽变换反应器(9)的入口，耐硫水汽变换反应器(9)的出口连接第二气气加热器(8)的热侧入口，第二气气加热器(8)的热侧出口连接低温余热回收单元(10)的入口，低温余热回收单元(10)的出口连接第二合成气冷却器(11)的入口，第二合成气冷却器(11)的出口连接硫碳共脱单元(12)的入口，硫碳共脱单元(12)的洁净合成气出口连接甲醇合成单元(17)的入口。 4.根据权利要求3所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，硫碳共脱单元(12)上设置有废气出口，所述废气出口连接有CO2压缩与液化单元(13)与硫回收单元(14)。 5.根据权利要求1所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，脱硫处理单元的出口和甲醇合成单元(17)的入口之间设置有第二循环气压缩机(15)和第三气气加热器(16)，其中，脱硫处理单元的出口连接第二循环气压缩机(15)的入口，第二循环气压缩机(15)的出口经过第三气气加热器(16)的冷端连接甲醇合成单元(17)的入口。 6.根据权利要求5所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，甲醇合成单元(17)的出口和分离器(20)之间设置有余热过锅炉(18)和第三合成气冷却器(19)，其中，甲醇合成单元(17)的出口连接第三气气加热器(16)的热侧入口，第三气气加热器(16)的热侧出口连接余热过锅炉(18)的入口，余热过锅炉(18)的出口连接第三合成气冷却器(19)的入口，第三合成气冷却器(19)的出口连接分离器(20)的入口。 7.根据权利要求1所述的一种集成燃料电池发电的煤基多联产系统，其特征在于，分离器(20)的底部出口连接有精馏塔(21)，精馏塔(21)的底部设置有甲醇产品出口，其顶部设置有酸气出口。