一种耦合碳捕集的开式混合工质发电系统和方法
本发明公开了一种耦合碳捕集的开式混合工质发电系统和方法，所述系统包括：燃气发电模块，用于将燃料LNG放入燃烧室进行燃烧，并将燃烧后的第一烟气输入燃气透平，通过所述第一烟气驱动所述燃气透平做功发电；余热发电模块，用于将所述燃气透平做功后输出的第二烟气输入余热锅炉，通过所述余热锅炉对所述第二烟气进行分配，将所述第二烟气分为循环烟气和待分离烟气；碳分离模块，用于通过分离单元分离所述待分离烟气中的二氧化碳，并将脱碳后的烟气排出。本发明中的余热发电模块和碳分离模块互为耦合关系，余热发电模块能够吸收利用碳分离模块中分离出的二氧化碳，构建CO2+H2O混合工质，提高了碳捕集系统的发电效率。
发明专利
CN202311562446.9
2023-11-21
CN117662296A
2024-03-08
F02C6/00(2006.01)
深圳市燃气集团股份有限公司
郑雅文;单克;李鑫龙;刘建辉;李琪;李璐伶;段鹏飞;蒋鹏;肖莹;杨光
518048 广东省深圳市福田区梅坳一路268号
深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)
温宏梅
广东;44
1.一种耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述系统包括： 燃气发电模块，所述燃气发电模块包括压气机、燃烧室和燃气透平，用于将燃料LNG放入所述燃烧室进行燃烧，并将燃烧后的第一烟气输入所述燃气透平，通过所述第一烟气驱动所述燃气透平做功发电； 余热发电模块，所述余热发电模块包括余热锅炉，用于将所述燃气透平做功后输出的第二烟气输入所述余热锅炉，通过所述余热锅炉对所述第二烟气进行分配，将所述第二烟气分为循环烟气和待分离烟气； 碳分离模块，所述碳分离模块包括分离单元，用于通过所述分离单元分离所述待分离烟气中的二氧化碳，并将脱碳后的烟气排出。 2.根据权利要求1所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述压气机由多级压缩和多级中间冷却构成； 所述燃气发电模块还包括换热器，所述燃料LNG经过所述换热器后释放冷能，所述燃料LNG释放冷能后被加热至12℃-18℃。 3.根据权利要求1所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述余热锅炉由多个换热面构成，通过所述多个换热面回收所述燃气透平做功后输出的高温余热。 4.根据权利要求1所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述余热发电模块还包括透平、冷却器、泵和换热器，所述透平与所述冷却器相连，所述冷却器与所述泵相连； 所述透平与所述分离单元互相连通，所述分离单元捕集所述二氧化碳时所需的热量由所述透平抽气提供，其中，所述透平通过背压式汽轮机进行抽气。 5.根据权利要求1所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述碳分离模块包括所述分离单元和CO2压缩机，所述分离单元包括吸收塔、解吸塔和中间换热器，其中，所述分离单元用于将烟气中捕集到的二氧化碳送入所述余热发电模块与蒸汽循环中的水混合构成混合工质循环。 6.根据权利要求5所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述分离单元与所述换热器相连接，所述分离单元利用所述换热器释放的LNG冷能将捕集到的二氧化碳液化。 7.根据权利要求1所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统，其特征在于，所述系统，还包括： 烟气再循环模块，用于将所述循环烟气循环回所述压气机，其中，所述循环烟气在所述第二烟气中的占比为30％-50％。 8.一种基于上述权利要求1-7任一项所述的耦合碳捕集的开式混合工质发电系统的开式混合工质发电方法，其特征在于，所述方法包括： 将燃料LNG放入燃烧室进行燃烧，并将燃烧后的第一烟气输入燃气透平，通过所述第一烟气驱动所述燃气透平做功发电； 将所述燃气透平做功后输出的第二烟气输入余热锅炉，通过所述余热锅炉对所述第二烟气进行分配，将所述第二烟气分为循环烟气和待分离烟气； 通过分离单元分离所述待分离烟气中的二氧化碳，并将脱碳后的烟气排出。 9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的耦合碳捕集的开式混合工质发电程序，所述处理器执行所述耦合碳捕集的开式混合工质发电程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的开式混合工质发电方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有耦合碳捕集的开式混合工质发电程序，所述耦合碳捕集的开式混合工质发电程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的开式混合工质发电方法的步骤。