一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统及方法技术方案

本发明专利技术提供的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统及方法，在联合循环余热锅炉尾部设置冷凝式换热器，采用中介水将烟气温度降低至露点温度以下，并由升温后的中介水在燃料气加湿器对燃料气加热加湿。该系统回收烟气低温余热和凝结水，减少稀释燃料气所需的中压蒸汽量，还可降低NOx排放量，提高系统供电效率，减小系统水耗。

IGCC power generation system and method of humidifying fuel gas with low temperature waste heat of flue gas

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统及方法
本专利技术属于火力发电节能减排领域，具体涉及一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统及方法。
技术介绍
现有煤基发电技术存在效率提升和CO2减排的问题，亟需发展高效、清洁、CO2近零排放的煤电技术。IGCC整体煤气化联合循环发电技术将清洁的煤气化技术与高效的联合循环发电技术结合，粉尘与SO2排放可达近零排放，易于实现CO2捕集，是未来煤基发电的重要技术路线之一。IGCC烟气中含有大量的水蒸气，烟气中水蒸气的汽化潜热占煤炭发热量的相当大比例，目前的烟气潜热基本上都没有利用而直接排放到环境中。另外，烟气中的水蒸气直接排入大气，既造成水量损失，又形成白色烟羽现象，造成景观污染。深度回收利用包括水蒸气凝结潜热在内的烟气余热，对节省能源和减少污染物排放都有重要意义。烟气余热深度利用技术是在余热锅炉尾部烟道增设的冷凝式换热器，高湿度烟气在该换热器内与中介水高效换热，烟气迅速降温冷凝，脱除大部分水蒸气后，送入烟囱。与烟气换热的中介水升温后，可以为IGCC系统提供额外的热源。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，包括气化炉(1)、煤气冷却器(3)、除尘单元(4)、回热器(5)、低温余热回收单元(6)、脱硫与硫回收单元(7)、燃料气加湿器(8)、燃料气调制器(9)、燃气轮机燃烧室(11)、燃气透平(12)、余热锅炉(13)、汽轮机(14)、凝汽器(15)和直接接触式冷凝式换热器(16)，其中，气化炉(1)上设置有粉煤入口、中压蒸汽入口和纯氧入口，所述气化炉(1)的粗煤气出口连接煤气冷却器(3)的入口，所述煤气冷却器(3)的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(13)的入口；/n所述煤气冷却器(3)的粗煤气出口连接除尘单元(4)的入口；所述除尘单元(4...

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，包括气化炉(1)、煤气冷却器(3)、除尘单元(4)、回热器(5)、低温余热回收单元(6)、脱硫与硫回收单元(7)、燃料气加湿器(8)、燃料气调制器(9)、燃气轮机燃烧室(11)、燃气透平(12)、余热锅炉(13)、汽轮机(14)、凝汽器(15)和直接接触式冷凝式换热器(16)，其中，气化炉(1)上设置有粉煤入口、中压蒸汽入口和纯氧入口，所述气化炉(1)的粗煤气出口连接煤气冷却器(3)的入口，所述煤气冷却器(3)的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(13)的入口；
所述煤气冷却器(3)的粗煤气出口连接除尘单元(4)的入口；所述除尘单元(4)的出口分为两路，一路与煤气冷却器(3)的粗煤气入口和气化炉(1)的粗煤气出口之间的连接管道连接；另一路和回热器(5)的入口连接；
所述回热器(5)的粗煤气出口依次连接低温余热回收单元(6)、脱硫与硫回收单元(7)和燃料气加湿器(8)的入口，所述燃料气加湿器(8)的低温洁净煤气出口连接回热器(5)的入口，回热器(5)的低温洁净出口连接燃料气调制器(9)；
所述燃料气调制器(9)上设置的污氮入口和中压蒸汽入口；所述中压蒸汽入口与余热锅炉(13)上的中压蒸汽出口连接；所述燃料气调制器(9)的燃料气出口连接燃气轮机燃烧室(11)的入口；
所述燃气轮机燃烧室(11)上设置有高压空气入口；所述燃气轮机燃烧室(11)的高温高压的燃气出口连接燃气透平(12)的入口，所述燃气透平(12)驱动连接发电机；
燃气透平(12)的烟气出口连接余热锅炉(13)的入口，余热锅炉(13)的高温高压蒸汽出口连接汽轮机(14)，所述汽轮机(14)驱动连接发电机；
所述汽轮机(14)的乏汽出口连接凝汽器(15)的入口，所述凝汽器(15)的冷凝水出口连接余热锅炉(13)的入口；
所述余热锅炉(13)的低温湿烟气出口连接直接接触式冷凝式换热器(16)，所述直接接触式冷凝式换热器(16)上设置有低温干烟气出口。


2.根据权利要求1所述的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，还包括空分系统(2)，所述空分系统(2)上设置有空气入口、纯氧出口、纯氮出口和污氮出口，其中，空分系统(2)上的纯氧出口和纯氮出口分别与气化炉(1)上的纯氧入口、纯氮入口连接；所述空分系统(2)上的污氮出口和燃料气调制器(9)上的污氮入口连接。


3.根据权利要求1所述的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，所述除尘单元(4)上设置有飞灰出口；所述气化炉(1)上设置有排渣口；所述脱硫与硫回收单元(7)上设置有硫磺排出口。


4.根据权利要求1所述的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，所述燃气轮机燃烧室(11)上的高压空气入口连接有燃气轮机压气机(10)。


5.根据权利要求1所述的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，所述直接接触式冷凝式换热器(16)的低温干烟气出口连接烟囱(17)。


6.根据权利要求1所述的一种利用烟气低温余热加湿燃料气的IGCC发电系统，其特征在于，所述燃料气加湿器(8)的内腔中自上至下依次设置有第二除雾器(25)、第二布液层(24)、第二填料层(23)和第二存液池(26)，其中，所述燃料气加湿器(8)上的洁净煤气入口设置在第二填料层(23)和第二存液池(26)之间；所述燃料气加湿器(8)上的低温洁净煤气出口设置在第二除雾器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周贤，彭烁，钟迪，王保民，许世森，姚国鹏，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11