一种富氧燃烧发电耦合系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种富氧燃烧发电耦合系统，包括：电解水单元；电解水单元用于产生氢气和氧气；氢气压缩单元，连接电解水单元，用于获得压缩氢气；氧气压缩单元，连接电解水单元，用于获得压缩氧气；富氧燃烧发电单元，连接氧气压缩单元，用于使用压缩氧气进行发电；二氧化碳压缩纯化单元，连接富氧燃烧发电单元，用于压缩富氧燃烧发电单元产生的二氧化碳，获得压缩二氧化碳；二氧化碳加氢资源化单元，连接氢气压缩单元和二氧化碳压缩纯化单元，用于使用压缩氢气和压缩二氧化碳合成甲醇或低碳烯烃。上述耦合系统能够节省了二氧化碳的捕获、存储和运输成本，且使富氧燃烧发电单元产生的二氧化碳得到了高效转化和综合利用。二氧化碳得到了高效转化和综合利用。二氧化碳得到了高效转化和综合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种富氧燃烧发电耦合系统


[0001]本技术涉及燃烧发电与碳捕获利用
，尤其涉及一种富氧燃烧发电耦合系统。

技术介绍

[0002]由于社会生活、工业用电量逐渐增长，电厂燃煤、燃气等化石能源消耗量大，会产生大量的二氧化碳，需要面对控制碳排放的问题，从而使碳捕获纯化技术成为目前研究的热点和难点。目前常用的从发电厂的烟气中捕获二氧化碳的碳捕集纯化方案有化学吸收、物理吸附或膜分离技术等，但由于电厂烟气中二氧化碳浓度较低，因此二氧化碳捕集技术的成本很高，还会产生额外的CO2存储和运输的问题和成本。因此，在日益严格的碳排放、碳中和的要求下，对于如此大规模的二氧化碳捕获、利用需求，如何降低二氧化碳捕获技术的成本，提高碳资源的综合利用率的需求迫在眉睫。

技术实现思路

[0003]根据本技术一个可选的实施例，提供了一种富氧燃烧发电耦合系统，以解决目前化石能源富氧燃烧发电产生的二氧化碳需要设置专用的捕获、存储、运输装置，导致碳捕获成本增加、碳资源利用率不高的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本技术提供了一种富氧燃烧发电耦合系统，包括：
[0005]电解水单元；所述电解水单元用于产生氢气和氧气；
[0006]氢气压缩单元，连接所述电解水单元，用于获得压缩氢气；
[0007]氧气压缩单元，连接所述电解水单元，用于获得压缩氧气；
[0008]富氧燃烧发电单元，连接所述氧气压缩单元，用于使用所述压缩氧气进行发电；
[0009]二氧化碳压缩纯化单元，连接所述富氧燃烧发电单元，用于压缩所述富氧燃烧发电单元产生的二氧化碳，获得压缩二氧化碳；
[0010]二氧化碳加氢资源化单元，连接所述氢气压缩单元和所述二氧化碳压缩纯化单元，用于使用所述压缩氢气和所述压缩二氧化碳合成甲醇或低碳烯烃。
[0011]可选的，所述富氧燃烧发电单元包括：
[0012]锅炉，所述锅炉包括助燃气体入口、能源供给入口、第一烟气出口、第二烟气出口、蒸汽出口；所述助燃气体入口连接所述氧气压缩单元，所述第二烟气出口连接所述二氧化碳压缩纯化单元；
[0013]汽轮机，连接所述蒸汽出口，用于带动发电机发电；
[0014]能源供给组件，连接所述能源供给入口；
[0015]烟气循环组件，连接在所述第一烟气出口和所述能源供给组件之间。
[0016]可选的，所述能源供给组件包括给煤设备，所述给煤设备连接所述能源供给入口和所述烟气循环单元。
[0017]进一步的，所述给煤设备连接所述氧气压缩单元。
[0018]可选的，所述能源供给组件包括燃油供应设备和燃烧机；所述燃烧机设置在所述燃油供应设备和所述能源供给入口之间；所述烟气循环组件连接所述燃烧机。
[0019]可选的，所述能源供给组件包括燃气供应管路，所述燃气供应管路连接所述烟气循环组件和所述能源供给入口。
[0020]可选的，所述二氧化碳加氢资源化单元为甲醇合成单元；
[0021]所述耦合系统还包括甲醇分离单元，所述甲醇分离单元连接所述甲醇合成单元。
[0022]根据本技术另一个可选的实施例，耦合系统还包括配电单元；所述配电单元连接所述氧气压缩单元、所述电解水单元、所述氢气压缩单元和二氧化碳加氢资源化单元。
[0023]可选的，所述配电单元连接所述富氧燃烧发电单元。
[0024]进一步的，所述配电单元包括第一配电柜和第一选择开关；
[0025]所述第一选择开关电连接在所述富氧燃烧发电单元与所述第一配电柜之间；
[0026]所述第一配电柜电连接所述氧气压缩单元、所述电解水单元、所述氢气压缩单元和二氧化碳加氢资源化单元之间。
[0027]可选的，所述配电单元连接太阳能发电机组和/或风能发电机组。
[0028]进一步的，所述配电单元包括第二配电柜、第二选择开关、控制开关；
[0029]所述控制开关电连接所述太阳能发电机组和/或风能发电机组；
[0030]所述第二选择开关设置在所述控制开关与所述第二配电柜之间；
[0031]所述第二配电柜电连接所述氧气压缩单元、所述电解水单元、所述氢气压缩单元和二氧化碳加氢资源化单元。
[0032]通过本技术的一个或者多个技术方案，本技术具有以下有益效果或者优点：
[0033]本技术提供了一种富氧燃烧发电耦合系统，使富氧燃烧发电系统与二氧化碳加氢资源化系统耦合，通过电解水单元产生氢气和氧气，氢气在氢气压缩单元进行压缩得到压缩氢气，氧气在氧气压缩单元压缩得到压缩氧气；压缩氧气鼓入富氧燃烧发电单元进行富氧燃烧发电；富氧燃烧后产生了包含高浓度 CO2的燃烧烟气，可以用作加氢反应的CO2来源，因此将其通入二氧化碳压缩纯化单元获得压缩二氧化碳；然后压缩二氧化碳和压缩氢气在二氧化碳加氢资源化单元中进行加氢反应，生成甲醇或低碳烯烃。由于上述耦合系统中使用的氧源是来自电解水制氢单元的副产物氧气，碳源是直接源自富氧燃烧发电单元产生的包含高浓度CO2的燃烧烟气，故而不需要额外设置制氧装置和二氧化碳捕获、存储、运输装置对CO2进行捕集、存储和运输，不仅节省了二氧化碳的捕获成本，克服了二氧化碳的捕获难题，还使因富氧燃烧发电产生的大量二氧化碳得到了高效转化和综合利用，符合日益严格的碳排放或碳中和需求。
附图说明
[0034]图1为本技术一个实施例提供的富氧燃烧发电耦合系统的示意图；
[0035]图2为本技术一个实施例提供的包括甲醇分离单元的富氧燃烧发电耦合系统示意图；
[0036]图3为本技术一个实施例提供的包括了富氧燃烧发电单元具体结构的耦合系统示意图；
[0037]图4为本技术一个实施例提供的采用燃煤发电的耦合系统的结构示意图；
[0038]图5为本技术一个实施例提供的采用燃气发电的耦合系统的结构示意图；
[0039]图6为本技术一个实施例提供的采用燃油发电的耦合系统的结构示意图；
[0040]图7为本技术另一个实施例提供的包括配电单元的富氧燃烧发电耦合系统示意图；
[0041]图8为本技术另一个实施例提供的使用富氧燃烧发电单元供电的耦合系统示意图；
[0042]图9为本技术另一个实施例提供的使用新能源供电的耦合系统示意图；
[0043]附图标记说明：
[0044]1、电解水单元；2、氢气压缩单元；3、氧气压缩单元；4、富氧燃烧发电单元；41、锅炉；42、汽轮机；43、发电机；44、能源供给组件；441：给煤设备；442、燃气供应管路；443、燃油供应设备；444、燃烧机；45、烟气循环组件；5、二氧化碳压缩纯化单元；6、二氧化碳加氢资源化单元；7、甲醇分离单元；8、配电单元；81、第一配电柜；82、第一选择开关；83、第二配电柜；84、第二选择开关；85、控制开关。
具体实施方式
[0045]为了使本技术所属
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富氧燃烧发电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统包括：电解水单元；所述电解水单元用于产生氢气和氧气；氢气压缩单元，连接所述电解水单元，用于获得压缩氢气；氧气压缩单元，连接所述电解水单元，用于获得压缩氧气；富氧燃烧发电单元，连接所述氧气压缩单元，用于使用所述压缩氧气进行发电；二氧化碳压缩纯化单元，连接所述富氧燃烧发电单元，用于压缩所述富氧燃烧发电单元产生的二氧化碳，获得压缩二氧化碳；二氧化碳加氢资源化单元，连接所述氢气压缩单元和所述二氧化碳压缩纯化单元，用于使用所述压缩氢气和所述压缩二氧化碳合成甲醇或低碳烯烃。2.如权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述富氧燃烧发电单元包括：锅炉，所述锅炉包括助燃气体入口、能源供给入口、第一烟气出口、第二烟气出口、蒸汽出口；所述助燃气体入口连接所述氧气压缩单元，所述第二烟气出口连接所述二氧化碳压缩纯化单元；汽轮机，连接所述蒸汽出口，用于带动发电机发电；能源供给组件，连接所述能源供给入口；烟气循环组件，连接在所述第一烟气出口和所述能源供给组件之间。3.如权利要求2所述的耦合系统，其特征在于，所述能源供给组件包括给煤设备，所述给煤设备连接所述能源供给入口和所述烟气循环单元。4.如权利要求3所述的耦合系统，其特征在于，所述给煤设备连接所述氧气压缩单元。5.如权利要求2所述的耦合系统，其特征在于，所述能源供给组件包括燃油供应设备和燃烧机；所述燃烧机设置在所述燃油供应设备和所述能源供给入口之间；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立麒，鲁博文，郑楚光，罗聪，李小姗，邬凡，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：