综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统技术方案

本发明专利技术所提供的是一种综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其包含了IGCC整体煤气化发电、可再生能源发电、电解水制氢、干馏产焦油和加氢裂化产成品油，一实现高效低炭节能的绿色环保生产系统，并且具有较高的投资回报率。

【技术实现步骤摘要】
综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统
本专利技术涉及综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产领域，特别是在平衡电网负荷供需方面，能提供卓越的调峰性能，其燃料包括烟煤、褐煤、泥煤、焦炭、半焦、石油焦、生物质、有机垃圾，以及其他含挥发份的固体类燃料，采用包括干馏气化装置、加氢裂化炼油装置、燃气轮机发电装置、蒸汽轮机发电装置、可再生能源发电装置和电解水制氢装置再内的多联产综合生产系统，干馏气化装置产出的煤气和焦油，经分离后的煤气一部分送燃气轮机高效发电，另一部分送锅炉来助燃火电机组低负荷调峰发电，焦油送加氢裂化装置生产汽油、航空煤油、柴油等成品油，可再生能源所发多余电量用来电解水制氢和氧，氢气供加氢裂化产成品油，氧气供气化炉产煤气，这样既支持了火电厂的调峰发电，又将低价的固体燃料转化为更高价的成品油，以及清洁煤炭燃料半焦，从而在消耗同样的燃料条件下，能以更低的有害气体排放，获得比各自独立的燃煤火电厂、可再生能源电厂和炼油厂更高的效率和产品附加值。
技术介绍
在某些可再生能源资源丰富的地区，由于电网中可再生能源比例较高，需要电网中的火电厂具有更强的调峰能力，系统中设有煤的气化和干馏装置，将一部分煤气送锅炉来助燃火电机组低负荷调峰发电，另一部分煤气送燃气轮机形成整体煤气化联合循环IGCC高效发电，煤的气化得到的荒煤气用来干馏原煤，不但获取了高附加值的焦油，提高了经济效益，还能过滤掉荒煤气中包括残碳再内的颗粒物，干馏产生的半焦送至燃煤锅炉燃烧，挥发份不够则通过煤气来助燃，系统自身还包括了可再生能源发电，以降低对大气的碳排放，对系统中电网的影响是会带来一定的不稳定电量，为消纳这部分不稳定电量，系统中设有电解水制氢装置，及相应的氢气储存罐和氧气储存罐，通过调节制氢和氧的电解速率来减缓电网负荷波动，由于气体产量是变化的，当有多余的氢气和氧气产生出来，则分别存入它们的储存罐，待制氢和制氧的速率太低时，再释放出来补充不足，为消纳产生的焦油和氢气，系统中建有加氢裂化炼油装置，以焦油和氢气为原料，生产出汽油、航空煤油和柴油等成品油，而氧气则送至气化炉用来增加气化强度，这样可以用干馏产生的半焦代替煤来气化生产煤气，从而构成了以煤为燃料，以电力、成品油为输出产品，各类中间产品、物料内部平衡的多联产系统。
技术实现思路
综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其包括循环流化床气化炉、干馏罐、焦油分离装置、燃气轮机、余热锅炉、汽轮机，锅炉、可再生能源发电装置、电解水制氢装置、氢气储存罐、氧气储存罐、及焦油加氢裂化装置，气化燃料是固体类燃料，固体燃料送入气化炉和干馏罐，气化炉通过缺氧燃烧产生了热煤气，将循环流化床气化炉产出的热煤气接至装有固体燃料的干馏罐，产出了含焦油的干馏煤气，送至焦油分离装置从煤气中分离出焦油，焦油分离装置出口煤气用管道接至锅炉或燃气轮机，同时汇同气化炉出口热煤气进干馏罐，而干馏罐排出的半焦送至气化炉或锅炉；或者在干馏罐半焦出口装有回热器，半焦先经回热器再送至气化炉或锅炉，煤气经焦油分离装置的煤气出口先接至回热器入口，经与半焦热交换升温后，再从回热器出口用煤气管接至锅炉，同时汇同气化炉出口热煤气送至干馏罐，而干馏罐出口的煤气送至焦油分离装置。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，经干馏罐出口的煤气送至焦油分离装置经分离得到的焦油送至加氢裂化装置，同时本系统可再生能源发电装置联接了电解水制氢装置，电解出的氢气和氧气，氢气接至加氢裂化装置用于成品油生产。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，干馏罐所用的气化原料为固体燃料，其包括烟煤、褐煤、泥煤、半焦、石油焦、秸秆、生物质、废橡胶、废塑料、有机垃圾，以及其他含挥发份的固体类燃料中的任何一种。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其回热器加热煤气的热载体自外部热源接入，干馏罐出口煤气经焦油分离装置接至回热器，与热载体进行热交换升温之后，再将回热器出口煤气与气化炉出口煤气一起接至干馏罐。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，干馏罐煤气出口接静电除尘器，再接入焦油分离装置，在干馏罐煤层滤除了煤气中大部分灰分的基础上，进一步减少煤气中的杂质净化了煤气。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，在电解水制氢装置接至加氢裂化产油装置的联接管道上接有氢气储存罐，用以在电解制氢速率变化时，起到稳定气压的作用。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，在电解水制氢装置接至气化炉的管道上接有氧气储存罐，用以在电解制氧速率变化时，起到稳定气压的作用。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，电解水制氢装置电解出的氢气与外部制氢装置所产氢气一起共同接至加氢裂化装置用于成品油生产，以利于加氢裂化炼油装置的物料平衡。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其电解水制氢装置电解出的氧气用管道联接给气化炉供氧制煤气，或与鼓风机空气出口管道相联，混合成富氧空气给气化炉鼓风制煤气，用增加气化剂氧浓度的方式提高碳转化率和煤气热值。所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其焦油分离装置由包括了水洗塔、电捕焦油器和油/水分离机在内的设备组成，干馏罐的混合煤气出口接水洗塔入口，水洗塔的煤气出口接电捕焦油器入口，同时水洗塔的油/水混合液从液体出口接至油/水分离机，从电捕焦油器和油/水分离机流出的焦油送至加氢裂化装置。有益效果本专利技术将整体煤气化发电(IGCC)、燃煤锅炉发电、焦油及成品油生产、电网调峰平衡、可再生能源发电和水解制氢结合在一起，不但发电效率更高、电网更稳定、碳排放更低，还能生产高附加值的成品油，使采用该工艺流程的综合系统比单独设立的火力发电厂、可再生能源发电厂以及炼油厂的经济效益更高。附图说明图1本专利技术所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其包括循环流化床气化炉1、干馏罐2、焦油分离装置23、回热器5、脱硫塔7、煤气压缩机8、汽轮机9、余热锅炉10、煤气风机12、动力透平13、燃气轮机14、污水处理池15、锅炉16、可再生能源发电装置17、电解水制氢装置18、及焦油加氢裂化装置21，气化燃料是固体类燃料，固体燃料送入气化炉1和干馏罐2，气化炉1通过缺氧燃烧产生了热煤气汇同焦油分离装置23出来的煤气接至装有固体燃料的干馏罐2，产出了含焦油的干馏煤气，送至焦油分离装置23入口，焦油分离装置23出口煤气用管道经脱硫塔7净化后接至锅炉16或经煤气压缩机8增压后进燃气轮机14，燃气轮机14排出的高温烟气接至余热锅炉10，产出蒸汽接汽轮机9，同时汇同气化炉1出口热煤气进干馏罐2，或先接回热器5经升温加热之后再汇同气化炉1出口热煤气接至干馏罐2，而干馏罐2排出的半焦送至气化炉1或锅炉16，或经回热器5与煤气换热降温后再送至气化炉1或锅炉16，从脱硫塔7出来的煤气经蒸汽透平13驱动的风机12加压接至回热器5入口，再从回热器5出口用煤气管接至锅炉16，焦油分离装置23分离出来的污水进污水处理池15，处理后得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其包括循环流化床气化炉、干馏罐、焦油分离装置、燃气轮机、余热锅炉、汽轮机，锅炉、可再生能源发电装置、电解水制氢装置、氢气储存罐、氧气储存罐、及焦油加氢裂化装置，气化燃料是固体类燃料，固体燃料送入气化炉和干馏罐，气化炉通过缺氧燃烧产生了热煤气，其特征在于：将循环流化床气化炉产出的热煤气接至装有固体燃料的干馏罐，产出了含焦油的干馏煤气，送至焦油分离装置从煤气中分离出焦油，焦油分离装置出口煤气用管道接至锅炉或燃气轮机，同时汇同气化炉出口热煤气进干馏罐，而干馏罐排出的半焦送至气化炉或锅炉；或者在干馏罐半焦出口装有回热器，半焦先经回热器再送至气化炉或锅炉，煤气经焦油分离装置的煤气出口先接至回热器入口，经与半焦热交换升温后，再从回热器出口用煤气管接至锅炉，同时汇同气化炉出口热煤气送至干馏罐，而干馏罐出口的煤气送至焦油分离装置。/n

【技术特征摘要】
20191021 CN 20191100321241.综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其包括循环流化床气化炉、干馏罐、焦油分离装置、燃气轮机、余热锅炉、汽轮机，锅炉、可再生能源发电装置、电解水制氢装置、氢气储存罐、氧气储存罐、及焦油加氢裂化装置，气化燃料是固体类燃料，固体燃料送入气化炉和干馏罐，气化炉通过缺氧燃烧产生了热煤气，其特征在于：将循环流化床气化炉产出的热煤气接至装有固体燃料的干馏罐，产出了含焦油的干馏煤气，送至焦油分离装置从煤气中分离出焦油，焦油分离装置出口煤气用管道接至锅炉或燃气轮机，同时汇同气化炉出口热煤气进干馏罐，而干馏罐排出的半焦送至气化炉或锅炉；或者在干馏罐半焦出口装有回热器，半焦先经回热器再送至气化炉或锅炉，煤气经焦油分离装置的煤气出口先接至回热器入口，经与半焦热交换升温后，再从回热器出口用煤气管接至锅炉，同时汇同气化炉出口热煤气送至干馏罐，而干馏罐出口的煤气送至焦油分离装置。


2.根据权利要求1所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其特征在于：经焦油分离装置分离得到的焦油送至加氢裂化装置，同时本系统可再生能源发电装置除接入电网外联接了电解水制氢装置，电解出的氢气和氧气，氢气接至加氢裂化装置用于成品油生产。


3.根据权利要求1或2所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其特征在于：干馏罐所用的气化原料为固体燃料，其包括烟煤、褐煤、泥煤、半焦、石油焦、秸秆、生物质、废橡胶、废塑料、有机垃圾，以及其他含挥发份的固体类燃料中的任何一种。


4.根据权利要求1或2所述的综合火力和可再生能源发电以及炼油的多联产系统，其特征在于：回热器加热煤气的热载体自外部热源接入，干馏罐出口煤气经焦油分离装置接至回热器，与热载体进行热交换升温之...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞平，
申请(专利权)人：俞平，
类型：发明
国别省市：上海;31