零排放热电一体化能源供应系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种零排放热电一体化能源供应系统，特别涉及一种由化学流化链燃烧装置驱动热电一体化能源供应系统，属于能源环保领域。包括：燃料处理装置、化学流化链燃烧装置、气体轮机单元、发电机单元、控制单元、二氧化碳收集储存单元、脱硫装置、第一换热器单元、第二换热器单元、第三换热器单元、阀门；该系统直接收集，故提高了燃料利用率和机组效率；且反应产生二氧化碳被完全储存、收集和再处理实现了二氧化碳零排放达到了有效的减碳效果。

Zero emission thermoelectric integrated energy supply system

The utility model relates to a zero emission thermoelectric integrated energy supply system, in particular to a thermoelectric integrated energy supply system which is driven by a chemical fluidized chain combustion device, which belongs to the field of energy and environmental protection. Including: fuel processing device, chemical chain fluidized combustion device, gas turbine unit, generator unit, control unit, storage unit, carbon dioxide collection desulphurization device, a first heat exchanger unit, second heat exchanger unit, third unit, valve for heat exchanger; the system of direct receiving set, which improve the fuel utilization efficiency rate and the unit; and the reaction is completely to produce carbon dioxide storage, collection and processing to achieve zero carbon emissions to achieve carbon reduction effects effectively.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种零排放热电一体化能源供应系统，特别涉及一种由化学流化链燃烧装置驱动热电一体化能源供应系统，属于能源环保领域。
技术介绍
目前，对于大型热电一体化供能系统，国内外企业采用的主要是大型燃煤锅炉通过燃烧煤提供能量带动气体涡轮机或蒸汽轮机转动而发电发热。然而这种方式造成大量环境污染并不易于二氧化碳捕捉和收集。对于小型热电一体化供能系统，国内外主要采用的是采用气体涡轮机或发动机通过对气态或液态化石能源(如天然气、煤气等)的燃烧产生动力而发电供热。但是在我国由于气态以及液态化石能源的价格居高不下，而煤炭价格相对低廉，导致该种燃机推广比较缓慢。因此，需要一种能高效的、清洁的、能有效利用煤的方法。化学链燃烧(ChemicalLoopingCombustion即CLC)是一种新型的低能耗、二氧化碳零排放的无火焰燃烧方式。该技术通过组合式反应器设计将燃料直接燃烧过程分解，既能达到相同的净反应热热值，又能实现了CO2自动分离和纯化，避免了高耗能气体的分离过程，同时没有氮氧化物的产生，是具有工业发展前景的新型燃烧技术。CLC利用煤和氧化镍燃烧技术的原理图如图一所示：反应方程式为：2Ni(固)+O2(气)→2NiO(固)C(固)+2NiO(固)→CO2(气)+2Ni(固)
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种零排放热电一体化能源供应系统，该系统优化了小型热电一体化供能系统，达到零排放零污染。零排放热电一体化能源供应系统，包括：燃料处理装置、化学流化链燃烧装置、气体轮机单元、发电机单元、控制单元、二氧化碳收集储存单元、脱硫装置、第一换热器单元、第二换热器单元、第三换热器单元、阀门；所述化学流化链燃烧装置由燃料反应器和金属氧化器组成；连接关系：在动力系统驱动下，燃料从燃料处理装置进入化学流化链燃烧装置的燃料反应器中；燃料反应器依次与气体轮机单元、发电机单元连接；燃料反应器中未反应完全的燃料经第一换热器单元冷却后通过回流管路重新回流到燃料反应器中，回流管路与燃料处理装置与燃料反应器的管路的连接点为A；阀门位于A与化学流化链燃烧装置的燃料反应器之间的管路上；动力系统位于A与燃料处理装置之间；第二换热器单元与化学流化链燃烧装置的金属氧化器连接，金属氧化器的进气端通过管路连接到大气，管路上设置有阀门；气体轮机单元依次与第三换热器单元、脱硫装置以及二氧化碳收集储存单元连接；通过管路将燃料反应器与气体轮机单元的管路以及气体轮机单元与第三换热器单元的管路联通，且在联通的管路上设置阀门，联通的管路与燃料反应器与气体轮机单元的管路的连接点为B；在B与气体轮机单元之间的管路上设置阀门；控制单元用于控制所有阀门；所述的动力系统包括泵和鼓风机；工作过程：所述的燃料加工单元将燃料加工处理后通过鼓风机或泵等动力设备将燃料输送到化学流化链燃烧设备，通过燃料反应器将燃料和金属反应器提供的金属氧化物发生氧化还原反应产生高温高压热气。燃料反应器反应剩余金属重新进入金属反应器中与空气中的氧气发生金属氧化反应，反应剩余气体通过热交换器排入大气。氧化反应器排出高温高压废气经过气体涡轮机单元驱动气体轮机和发电机发电，同时将未及时反应的燃料重新加入循环中。热气通过气体轮机后，再次经过换热器换热变成常压低温废气。常压低温废气经过所述脱硫装置被收集入所述二氧化碳储气罐中。所述的控制单元与固体化学流化链燃烧设备通讯，并通过控制阀门的开启闭合对系统进行调节。所述的化学流化链燃烧装置用于煤粉(燃料)的氧化反应，产生高温高压干燥气体。所述的气体涡轮机和发电机单元主要作用是通过化学流化链燃烧装置产生的高温高压气体驱动发电。所述发电机单元包括整流器、逆变器。所述换热器单元用于反应尾气的余热收集。所述脱硫装置主要用于尾气中硫化物的收集。所述二氧化碳收集和储存装置主要用于分离和收集尾气中二氧化碳。所述控制单元主要用于对系统的功率、进料、进气、反应温度、尾气成分等进行监测控制和调节。有益效果1、本技术的零排放热电一体化能源供应系统，因为反应产生的二氧化碳无须从反应废气中分离，而是直接收集，故提高了燃料利用率和机组效率。2、本技术的零排放热电一体化能源供应系统，反应产生二氧化碳被完全储存、收集和再处理实现了二氧化碳零排放达到了有效的减碳效果。3、本技术的零排放热电一体化能源供应系统，无有害气体排出，更清洁环保。4、本技术的零排放热电一体化能源供应系统，可同时产生电能和热能。5、本技术的零排放热电一体化能源供应系统，可调节成只供热模式和及供电又供热模式，方便使用。附图说明图1为化学流化链燃烧装置的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图。其中，燃料处理装置1、化学流化链燃烧装置2、气体轮机单元3、发电机单元4、控制单元5、二氧化碳收集储存单元6、脱硫装置7、第一换热器单元8、第二换热器单元9、第三换热器单元10、阀门11、燃料反应器12和金属氧化器13。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1零排放热电一体化能源供应系统，如图2所示，包括：燃料处理装置1、化学流化链燃烧装置2、气体轮机单元3、发电机单元4、控制单元5、二氧化碳收集储存单元6、脱硫装置7、第一换热器单元8、第二换热器单元9、第三换热器单元10、阀门11；所述化学流化链燃烧装置2由燃料反应器12和金属氧化器13组成，如图1所示；所述燃料处理装置1为煤炭加工装置，用于燃煤的干燥和细化，配备煤炭研磨器。所述动力系统为鼓风机，当燃料未液态时，则为泵。连接关系：在动力系统驱动下，燃料从燃料处理装置1进入化学流化链燃烧装置2的燃料反应器12中；燃料反应器依次与气体轮机单元3、发电机单元4连接；燃料反应器12中未反应完全的燃料经第一换热器单元8冷却后通过回流管路重新回流到燃料反应器12中，回流管路与燃料处理装置1与燃料反应器12的管路的连接点为A；阀门11位于A与化学流化链燃烧装置2的燃料反应器之间的管路上；动力系统位于A与燃料处理装置1之间；第二换热器单元9与化学流化链燃烧装置2的金属氧化器连接，金属氧化器的进气端通过管路连接到大气，管路上设置有阀门11；气体轮机单元3依次与第三换热器单元10、脱硫装置7以及二氧化碳收集储存单元6连接；通过管路将燃料反应器与气体轮机单元3的管路以及气体轮机单元3与第三换热器单元10的管路联通，且在联通本文档来自技高网...

【技术保护点】
零排放热电一体化能源供应系统，其特征在于：包括：燃料处理装置(1)、化学流化链燃烧装置(2)、气体轮机单元(3)、发电机单元(4)、控制单元(5)、二氧化碳收集储存单元(6)、脱硫装置(7)、第一换热器单元(8)、第二换热器单元(9)、第三换热器单元(10)、阀门(11)；所述化学流化链燃烧装置(2)由燃料反应器(12)和金属氧化器(13)组成；在动力系统驱动下，燃料从燃料处理装置1进入化学流化链燃烧装置(2)的燃料反应器(12)中；燃料反应器依次与气体轮机单元(3)、发电机单元(4)连接；燃料反应器(12)中未反应完全的燃料经第一换热器单元(8)冷却后通过回流管路重新回流到燃料反应器(12)中，回流管路与燃料处理装置1与燃料反应器(12)的管路的连接点为A；阀门(11)位于A与化学流化链燃烧装置(2)的燃料反应器之间的管路上；动力系统位于A与燃料处理装置1之间；第二换热器单元(9)与化学流化链燃烧装置(2)的金属氧化器连接，金属氧化器的进气端通过管路连接到大气，管路上设置有阀门(11)；气体轮机单元(3)依次与第三换热器单元(10)、脱硫装置(7)以及二氧化碳收集储存单元(6)连接；通过管路将燃料反应器与气体轮机单元(3)的管路以及气体轮机单元(3)与第三换热器单元(10)的管路联通，且在联通的管路上设置阀门(11)，联通的管路与燃料反应器与气体轮机单元(3)的管路的连接点为B；在B与气体轮机单元(3)之间的管路上设置阀门(11)。...

【技术特征摘要】
1.零排放热电一体化能源供应系统，其特征在于：包括：燃料处理装置(1)、
化学流化链燃烧装置(2)、气体轮机单元(3)、发电机单元(4)、控制单元(5)、
二氧化碳收集储存单元(6)、脱硫装置(7)、第一换热器单元(8)、第二换热
器单元(9)、第三换热器单元(10)、阀门(11)；
所述化学流化链燃烧装置(2)由燃料反应器(12)和金属氧化器(13)组
成；
在动力系统驱动下，燃料从燃料处理装置1进入化学流化链燃烧装置(2)
的燃料反应器(12)中；燃料反应器依次与气体轮机单元(3)、发电机单元(4)
连接；燃料反应器(12)中未反应完全的燃料经第一换热器单元(8)冷却后通
过回流管路重新回流到燃料反应器(12)中，回流管路与燃料处理装置1与燃
料反应器(12)的管路的连接点为A；阀门(11)位于A与化学流化链燃烧装
置(2)的燃料反应器之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史建东，阳能，赵菁，
申请(专利权)人：北京北方节能环保有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11