利用固体燃料燃烧和碳捕获发电的系统和方法技术方案

技术编号:24018717 阅读:58 留言:0更新日期:2020-05-02 04:26
本公开涉及用于使用固体燃料(诸如煤、生物质等)的直接燃烧来发电的系统和方法。这些系统和方法可以组合开环或半闭环循环的第一发电循环与使用再循环工作流体(优选为CO

System and method of power generation using solid fuel combustion and carbon capture

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用固体燃料燃烧和碳捕获发电的系统和方法
本公开提供了利用碳捕获发电的系统和方法。具体地,这些系统和方法可以提供开放或半封闭循环的固体燃料的直接燃烧,该燃烧具有独立于燃烧的可选的额外的封闭超临界CO2循环。
技术介绍
二氧化碳(CO2)是含碳燃料燃烧的已知产物,并且需要使用含碳燃料燃烧的发电系统来捕获产生的CO2。提供借助固体燃料(具体为煤)的燃烧进行的高效发电并同时捕获碳特别困难。已经关于具有碳捕获和封存(CCS)的超临界粉煤(SCPC)或关于具有CCS的整体煤气化联合循环(IGCC)提出了具有碳捕获的燃煤发电系统。然而,这种系统受到高费用和低效率(例如,以更低热值为基础接近30%)的困扰。作为一种另选方案,Allam等人的美国专利No.8596075描述了一种使用CO2工作流的发电系统,据此,燃烧产生的CO2可以在对应于CO2循环压缩机和最终CO2泵的入口和出口压力的压力下收回。虽然在这种系统中设想煤燃烧具有潜在更高的效率和更低的成本,但是必须安装完整的煤气化系统来产生煤合成气,然后将其燃烧以用于发电。气化系统与发电系统之间的集成增加了发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电系统,该发电系统包括:/n第一发电循环,该第一发电循环是开环或半闭环循环,所述第一发电循环包括:/n燃烧器,该燃烧器被构造为在存在再循环CO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170720 US 62/534,8461.一种发电系统,该发电系统包括:
第一发电循环,该第一发电循环是开环或半闭环循环,所述第一发电循环包括:
燃烧器,该燃烧器被构造为在存在再循环CO2流的情况下燃烧固体燃料与氧化剂,并且输出燃烧器排气流;
至少一个发电构件,该至少一个发电构件被构造为接收所述燃烧器排气流的至少一部分、发电、以及输出涡轮机排气流;以及
一个或多个元件,该一个或多个元件被构造为将所述燃烧器排气流的至少一部分再循环回到所述燃烧器;和
第二发电循环,该第二发电循环是使用CO2作为工作流体的闭环循环,所述第二发电循环包括:
至少一个发电构件,该至少一个发电构件被构造为接收所述CO2工作流体并发电;
其中,所述发电系统包括至少一个加热构件,该至少一个加热构件被构造为从所述第二发电循环接收所述CO2工作流体,并且从所述第一发电循环生成的流向所述CO2工作流体传递热量。


2.根据权利要求1所述的发电系统,其中,所述第一发电循环包括过滤单元,该过滤单元被构造为去除在所述燃烧器排气流中存在的任意固体的至少一部分。


3.根据权利要求2所述的发电系统,其中,所述过滤单元包括旋风过滤器和烛式过滤器中的一种或两种。


4.根据权利要求2所述的发电系统,其中,所述过滤单元被构造为输出至少包含燃料灰分的固体流和至少包含CO2的燃烧烟道气流。


5.根据权利要求4所述的发电系统,其中,所述第一发电循环的所述至少一个发电构件被构造为接收来自所述过滤单元的所述燃烧烟道气流。


6.根据权利要求1至4中任意一项所述的发电系统,其中,所述第一发电循环包括第一热交换器,该第一热交换器被构造为从所述涡轮机排气流收回热量。


7.根据权利要求6所述的发电系统,还包括水分离器,该水分离器被构造为接收离开所述第一热交换器的所述涡轮机排气流并输出水流和CO2流。


8.根据权利要求7所述的发电系统,还包括被构造为对所述CO2流加压的压缩机和泵中的一种或两种。


9.根据权利要求8所述的发电系统,其中,所述第一热交换器包括被构造为接收所述涡轮机排气流的热输入、被构造为输出所述涡轮机排气流的冷输出、被构造为接收所述CO2流的冷输入以及被构造为输出所述CO2流以便再循环回所述燃烧器的热输出。


10.根据权利要求4所述的发电系统,其中,被构造为从所述第二发电循环接收所述CO2工作流体并从所述第一发电循环生成的流向所述CO2工作流体传递热量的所述至少一个加热构件是固体冷却器,该固体冷却器被构造为从所述过滤单元接收所述固体流。


11.根据权利要求10所述的发电系统,还包括再循环线路,该再循环线路被构造为将固体从所述固体冷却器再循环到所述第一发电循环的所述燃烧器。


12.根据权利要求1至11中任意一项所述的发电系统,其中,所述燃烧器包括被构造为使所述固体燃料与所述氧化剂燃烧的火焰区和被构造为接收硫洗涤组分的下游洗涤区。


13.根据权利要求1至11中任意一项所述的发电系统,其中,所述燃烧器包括固体燃料入口、氧化剂入口以及硫洗涤组分...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕锡嘉B·A·福里斯特M·R·帕尔默
申请(专利权)人:八河流资产有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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