一种产生煤气并利用煤气发电的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种产生煤气并利用煤气发电的设备及方法，该设备通过采用先生产清洁煤气再燃烧发电的方式，从而在燃煤发电的同时实现清洁排放。该设备包括：空分装置、燃气发生装置、热回收装置、脱硫装置、燃气锅炉和蒸汽发电装置；所述空分装置将产生的纯氧输送至所述燃气发生装置；所述燃气发生装置包括：燃气炉和高压废锅，所述热回收装置的入口与燃气发生装置的粗煤气出口连接，所述脱硫装置将粗煤气进行脱硫，所述燃气锅炉包括燃气燃烧部分和燃气换热部分，所述蒸汽发电装置用于接收所述高压过热蒸汽并进行电能转化。本发明专利技术采用了先制气脱硫后再燃烧发电的总工艺路线，确保了锅炉燃料为清洁燃气，解决了尾气除尘、脱硫和脱硝的问题。

A device and method for generating gas and generating electricity by using gas

The invention relates to an apparatus and a method for generating gas and utilizing gas to generate electricity, and the device realizes the clean emission by using the method of generating clean gas and burning electricity by using the utility model. The equipment includes: air separation device, gas generating device, heat recovery device, desulphurization device, gas boiler and steam generating device; the air separation device will produce the oxygen delivery to the gas generating device; the gas generator comprises a gas furnace and high pressure boiler, coal gas exit and entrance gas the heat recovery device generating device connected, the desulfurization unit will crude gas desulphurization, the gas boiler comprises a gas combustion part and gas heat, the steam generating device for receiving the high-pressure superheated steam and energy conversion. The invention adopts the general process route of generating gas before desulfurization and combustion and power generation, ensuring that the boiler fuel is clean gas, and solving the problem of dust removal, desulfurization and denitration of tail gas.

【技术实现步骤摘要】
一种产生煤气并利用煤气发电的设备及方法
本专利技术涉及一种发电设备，具体的，本专利技术涉及一种产生煤气并利用产生的煤气来发电的设备。此外，本专利技术还涉及一种产生煤气并利用产生的煤气来发电的方法。
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，人民群众的生活水平日益提高，使得能源的需求量越来越大，进而出现了数量庞大的工业锅炉。目前，工业锅炉的耗煤量约占我国总耗煤量的80％。其中燃煤工业锅炉污染物排放强度最大，是重要的污染源。污染物的主要成分包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物等等。随着近些年锅炉技术的发展，锅炉的发电效率逐步提升，单系列机组规模越来越大，但炉体部分依然存在过量空气系数大、排烟温度高、灰渣残碳多、烟气排放不达标等一系列问题。IGCC(IntegratedGasificationCombinedCycle)即整体燃气联合循环发电系统，是将燃气技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。IGCC技术既有较高的发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的清洁煤发电技术。根据相关资料显示，IGCC技术污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99％，对于环境保护具有重大意义。但是与传统的锅炉发电技术相比，IGCC技术尚不够成熟，且投资强度过大，关键核心设备仍需进口，因此国内IGCC技术的广泛应用还需要较长时间的积累与消化。面对雾霾锁城和污水横流的严峻环保形势，煤炭资源的清洁高效利用势在必行，如何在经济可行和环境友好之间找到新的平衡点是全体从业者需要审慎思考的新课题。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种产生煤气并利用煤气发电的设备，该设备通过采用先生产清洁煤气再燃烧发电的方式，从而在燃煤发电的同时实现清洁排放；此外，该设备通过充分利用各环节中的释放的能量，可进一步降低企业的生产成本。为了解决上述问题，本专利技术提供一种产生煤气并利用煤气发电的设备，其包括：空分装置、燃气发生装置、热回收装置、脱硫装置、燃气锅炉和蒸汽发电装置；所述空分装置用于产生低压氮气、高压氮气和纯氧，并且该空分装置与燃气发生装置连接，以将产生的纯氧输送至所述燃气发生装置；所述燃气发生装置包括：燃气炉和高压废锅，该燃气炉包括反应部分和换热部分，该反应部分和换热部分分别与高压废锅连接；从原煤输送装置输送的原煤与包含有纯氧和蒸汽的气化剂在该燃气炉的反应部分中进行欠氧燃烧，以产生粗煤气，该粗煤气在该燃气炉的换热部分中进行换热，以产生汽水混合物，该汽水混合物被输送至高压废锅，以产生高压饱和蒸汽；所述热回收装置的入口与燃气发生装置的粗煤气出口连接，以回收粗煤气的热量并且将粗煤气输送至脱硫装置；所述脱硫装置将粗煤气进行脱硫，以形成净煤气并且将该净煤气输送至热回收装置，所述热回收装置将净煤气与回收的粗煤气进行热交换，以形成预热净煤气并且将该预热净煤气输送至燃气锅炉；所述燃气锅炉包括燃气燃烧部分和燃气换热部分，所述燃气燃烧部分将输送至该燃气锅炉的预热净煤气进行燃烧；进入到该燃气锅炉的所述高压饱和蒸汽和高压锅炉给水在该燃气锅炉的燃气换热部分中进行换热之后形成高压过热蒸汽；所述蒸汽发电装置的蒸汽入口与设置在所述燃气锅炉的燃气换热部分处的蒸汽出口连接，用于接收所述高压过热蒸汽并进行电能转化。优选地，在所述原煤输送装置与所述燃气炉之间串接有磨煤干燥装置和加压输送装置，从所述空分装置产生的低压氮气输送至该磨煤干燥装置，从所述空分装置产生的高压氮气输送至该加压输送装置。优选地，该设备还包括：分别与所述脱硫装置连接的硫回收装置和膨胀发电装置，所述硫回收装置用于处理从脱硫装置产出的酸性气体，所述膨胀发电装置用于将从脱硫装置输送的净煤气进行膨胀发电。优选地，所述燃气发生装置的粗煤气出口与所述热回收装置的入口之间依次串接有气固分离器、对流换热器和激冷洗涤器。优选地，所述反应部分设置在所述燃气炉的上部，所述换热部分设置在燃气炉的下部。优选地，进入到所述燃气锅炉的所述高压饱和蒸汽和高压锅炉给水在经过该燃气锅炉的燃气换热部分进行换热之后分别经由不同的管路将高压过热蒸汽输送至所述蒸汽发电装置。优选地，所述空分装置通过蒸汽驱动或电力驱动；所述原煤为烟煤、无烟煤或者褐煤。优选地，所述燃气炉的反应温度为1200～1750℃，反应压力为3～10MPa；所述燃气锅炉的尾气排放温度为60～100℃。本专利技术还涉及一种产生煤气并利用煤气发电的方法，该方法包括以下步骤：a)利用空分装置产生低压氮气、高压氮气和纯氧，以将产生的纯氧输送至燃气发生装置；b)从原煤输送装置输送的原煤与包含有纯氧和蒸汽的气化剂在燃气发生装置的反应部分中进行欠氧燃烧，以产生粗煤气；c)将产生的粗煤气在燃气发生装置的换热部分中进行换热，以产生汽水混合物，并且将汽水混合物输送至高压废锅，以产生高压饱和蒸汽；d)利用热回收装置回收粗煤气的热量并且将该粗煤气输送至脱硫装置；e)利用脱硫装置将粗煤气进行脱硫，以形成净煤气，并且将该净煤气输送至热回收装置；f)利用热回收装置将净煤气与回收的粗煤气进行热交换，以形成预热净煤气，并且将该预热净煤气输送至燃气锅炉；g)所述燃气锅炉的燃气燃烧部分将输送至该燃气锅炉的预热净煤气进行燃烧和放热；进入到该燃气锅炉的所述高压饱和蒸汽和高压锅炉给水在经过该燃气锅炉的燃气换热部分进行换热之后形成高压过热蒸汽；h)将所述高压过热蒸汽输送至蒸汽发电装置。优选地，在所述步骤b)中还包括，将从所述空分装置产生的低压氮气输送至磨煤干燥装置，并且将从所述空分装置产生的高压氮气输送至加压输送装置；在所述步骤e)中还包括：将从所述脱硫装置产出的酸性气体输送至硫回收装置，将从脱硫装置输送的一部分净煤气输送至膨胀发电装置，以进行膨胀发电。本专利技术采取以上技术方案，其有以下有益效果：1.本专利技术采用了先制气脱硫后再燃烧发电的总工艺路线，确保了锅炉燃料为清洁燃气，从根本上解决了尾气除尘、脱硫和脱硝的问题，排放尾气中有害物质的排放浓度可达到与IGCC技术相同的排放水平。2.本专利技术燃气发生装置回收大部分高温粗煤气的显热，通过换热产出高压蒸汽，实现能量的梯级利用。3.在锅炉内部不存在结渣和磨蚀问题，设备运行故障率更低，使用寿命更长。另外，尾部受热面不存在低温露点腐蚀问题，可进一步降低锅炉的排气温度，回收更多能量。4.本专利技术充分利用了各装置产出的热能和冷能，优化了整个系统的热量平衡，减少外部能量的消耗，提高了能量利用效率，进而降低了发电成本。5.本专利技术可利用现有燃煤锅炉系统进行改造，在同样生产绿色煤电的前提下，装置改造费用仅为IGCC技术投资的40％～50％。附图说明下文将结合附图对本专利技术的示例性实施例进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标号示出。需要说明的是，附图仅起到示意作用，其并不必然按照比例绘制。在附图中：图1为本专利技术的产生煤气并利用煤气发电的设备的结构框图；图2为图1中的A部的详细示意图；图3为本专利技术的产生煤气并利用煤气发电的方法的流程图。具体实施方式下面将参考所附附图对本专利技术的示例性实施例进行详细的描述。结合图1和图2所示，图1为本专利技术的产生煤气并利用煤气发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生煤气并利用煤气发电的设备，其特征在于包括：空分装置(1)、燃气发生装置(2)、热回收装置(3)、脱硫装置(4)、燃气锅炉(5)和蒸汽发电装置(6)；所述空分装置(1)用于产生低压氮气、高压氮气和纯氧，并且该空分装置(1)与燃气发生装置(2)连接，以将产生的纯氧输送至所述燃气发生装置(2)；所述燃气发生装置(2)包括：燃气炉(21)和高压废锅(22)，该燃气炉(21)包括反应部分和换热部分，该反应部分和换热部分分别与高压废锅(22)连接；从原煤输送装置输送的原煤与包含有纯氧和蒸汽的气化剂在该燃气炉的反应部分中进行欠氧燃烧，以产生粗煤气，该粗煤气在该燃气炉的换热部分中进行换热，以产生汽水混合物，该汽水混合物被输送至高压废锅(22)，以产生高压饱和蒸汽；所述热回收装置(3)的入口与燃气发生装置的粗煤气出口连接，以回收粗煤气的热量并且将粗煤气输送至脱硫装置(4)；所述脱硫装置(4)将粗煤气进行脱硫，以形成净煤气并且将该净煤气输送至热回收装置(3)，所述热回收装置(3)将净煤气与回收的粗煤气进行热交换，以形成预热净煤气并且将该预热净煤气输送至燃气锅炉(5)；所述燃气锅炉(5)包括燃气燃烧部分和燃气换热部分，所述燃气燃烧部分将输送至该燃气锅炉的预热净煤气进行燃烧；进入到该燃气锅炉(5)的所述高压饱和蒸汽和高压锅炉给水在该燃气锅炉(5)的燃气换热部分中进行换热之后形成高压过热蒸汽；所述蒸汽发电装置(6)的蒸汽入口与设置在所述燃气锅炉(5)的燃气换热部分处的蒸汽出口连接，用于接收所述高压过热蒸汽并进行电能转化。...

【技术特征摘要】
1.一种产生煤气并利用煤气发电的设备，其特征在于包括：空分装置(1)、燃气发生装置(2)、热回收装置(3)、脱硫装置(4)、燃气锅炉(5)和蒸汽发电装置(6)；所述空分装置(1)用于产生低压氮气、高压氮气和纯氧，并且该空分装置(1)与燃气发生装置(2)连接，以将产生的纯氧输送至所述燃气发生装置(2)；所述燃气发生装置(2)包括：燃气炉(21)和高压废锅(22)，该燃气炉(21)包括反应部分和换热部分，该反应部分和换热部分分别与高压废锅(22)连接；从原煤输送装置输送的原煤与包含有纯氧和蒸汽的气化剂在该燃气炉的反应部分中进行欠氧燃烧，以产生粗煤气，该粗煤气在该燃气炉的换热部分中进行换热，以产生汽水混合物，该汽水混合物被输送至高压废锅(22)，以产生高压饱和蒸汽；所述热回收装置(3)的入口与燃气发生装置的粗煤气出口连接，以回收粗煤气的热量并且将粗煤气输送至脱硫装置(4)；所述脱硫装置(4)将粗煤气进行脱硫，以形成净煤气并且将该净煤气输送至热回收装置(3)，所述热回收装置(3)将净煤气与回收的粗煤气进行热交换，以形成预热净煤气并且将该预热净煤气输送至燃气锅炉(5)；所述燃气锅炉(5)包括燃气燃烧部分和燃气换热部分，所述燃气燃烧部分将输送至该燃气锅炉的预热净煤气进行燃烧；进入到该燃气锅炉(5)的所述高压饱和蒸汽和高压锅炉给水在该燃气锅炉(5)的燃气换热部分中进行换热之后形成高压过热蒸汽；所述蒸汽发电装置(6)的蒸汽入口与设置在所述燃气锅炉(5)的燃气换热部分处的蒸汽出口连接，用于接收所述高压过热蒸汽并进行电能转化。2.根据权利要求1所述的产生煤气并利用煤气发电的设备，其特征在于：在所述原煤输送装置与所述燃气炉(21)之间串接有磨煤干燥装置(23)和加压输送装置(24)，从所述空分装置(1)产生的低压氮气输送至该磨煤干燥装置(23)，从所述空分装置(1)产生的高压氮气输送至该加压输送装置(24)。3.根据权利要求1所述的产生煤气并利用煤气发电的设备，其特征在于，还包括：分别与所述脱硫装置(4)连接的硫回收装置(7)和膨胀发电装置(8)，所述硫回收装置(7)用于处理从脱硫装置产出的酸性气体，所述膨胀发电装置(8)用于将从脱硫装置(4)输送的净煤气进行膨胀发电。4.根据权利要求1所述的产生煤气并利用煤气发电的设备，其特征在于：所述燃气发生装置的粗煤气出口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛炜，
申请(专利权)人：北京迈未科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11