一种耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统与方法。本发明专利技术采用的技术方案为：包括燃煤发电装置、二氧化碳捕集装置、二氧化碳压缩装置、水电解装置、甲醇合成装置和甲醇发电装置，在电网低负荷时，提高二氧化碳捕集与压缩装置的运行水平以消纳燃煤机组富余的发电功率，进一步地可利用富余的电能将捕获的二氧化碳转化为甲醇实现化学储能；在电网高负荷时，降低二氧化碳捕集与压缩装置的运行水平以提高燃煤机组上网功率，进一步地可将低谷期存储的甲醇送入内燃机中燃烧发电，提高燃煤机组的顶峰能力。本发明专利技术在为燃煤机组提供深度调峰能力、增强电网对新能源消纳水平的同时，可降低燃煤机组发电的碳排放水平，丰富了二氧化碳的利用渠道。二氧化碳的利用渠道。二氧化碳的利用渠道。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统与方法


[0001]本专利技术属于发电领域，具体地说是一种耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统与方法。

技术介绍

[0002]在碳达峰、碳中和的目标下，随着以新能源为主体的新型电力系统建设推进，清洁能源电力的大规模增长对电网调度灵活性提出了严峻挑战，作为发电主力的火电机组支撑源荷平衡的重要性日益凸显。深度调峰已经成为火电机组，特别是纯凝机组灵活性改造的重要手段。
[0003]目前火电机组深度调峰面临锅炉稳燃、受热面超温、给水泵或引风机运行、干湿态转换、运行经济性等诸多问题，限制了火电机组灵活性改造向超深度调峰方向的发展。
[0004]碳捕集、利用与封存技术(Carbon Capture,Utilization and Storage，CCUS)是火电参与零碳电力调峰的重要技术前提。CCUS技术一方面可直接降低火电机组的碳排放水平，实现电源侧近零排放；另一方面CCUS系统运行消耗蒸汽与电能，机组上网功率的降低等效于调峰深度增加，运行区间增大。
[0005]目前火电机组的CCUS系统以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统，包括燃煤发电装置(A)、二氧化碳捕集装置(B)、二氧化碳压缩装置(C)、水电解装置(D)、甲醇合成装置(E)和甲醇发电装置(F)，其特征在于，所述的二氧化碳捕集装置(B)与燃煤发电装置(A)连接，利用燃煤发电装置产生的电力和蒸汽，捕集燃煤发电装置排放烟气中的二氧化碳；所述的二氧化碳压缩装置(C)与二氧化碳捕集装置连接，利用燃煤发电装置产生的电力，将二氧化碳捕集装置捕集的二氧化碳压缩，用于后续储运；所述的水电解装置(D)利用燃煤发电装置产生的电力，电解水制取氢气和氧气；所述的甲醇合成装置(E)与二氧化碳捕集装置连接，通过排氢管道(58)和回水管道(59)与水电解装置连接，利用燃煤发电装置产生的电力、二氧化碳捕集装置捕集的二氧化碳和水电解装置制取的氢气合成甲醇；所述的甲醇发电装置(F)通过燃料管道(60)与甲醇合成装置连接，通过第三排烟管道(61)与二氧化碳捕集装置连接，利用甲醇合成装置制取的甲醇燃烧产生电能，甲醇燃烧产生的烟气通过第三排烟管道(61)进入二氧化碳捕集装置，实现二氧化碳的再利用。2.根据权利要求1所述的耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统，其特征在于，所述的燃煤发电装置(A)包括燃煤锅炉(1)；所述的二氧化碳捕集装置(B)包括烟气预处理塔(3)、二氧化碳吸收塔(4)、二氧化碳再生塔(5)和贫富液换热器(7)；其中，烟气预处理塔(3)与燃煤锅炉(1)之间通过第一排烟管道(47)相连，燃煤锅炉排烟经增压风机(31)增压后，通过旁路阀(30)分流，一部分烟气流向烟气预处理塔(3)，其余烟气流向烟囱；所述的烟气预处理塔(3)与二氧化碳吸收塔(4)通过烟气管道(50)连接，预处理后烟气由二氧化碳吸收塔(4)的气体入口进入，在二氧化碳吸收塔(4)内被吸收液吸收，脱碳后的烟气由二氧化碳吸收塔(4)的气体出口排出；吸收二氧化碳的冷富液由二氧化碳吸收塔(4)的液体出口排出，通过冷富液泵(10)泵送，经过贫富液换热器(7)加热后，由二氧化碳再生塔(5)的液体入口进入，在二氧化碳再生塔(5)内释放二氧化碳，再生后的热贫液由二氧化碳再生塔(5)的液体出口排出，通过热贫液泵(11)泵送，经过贫富液换热器(7)冷却后，由二氧化碳吸收塔(4)的液体入口进入，构成吸收液的循环回路。3.根据权利要求2所述的耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统，其特征在于，所述的贫富液换热器(7)与二氧化碳再生塔(5)的液体入口间设有富液管道支路(54)，该富液管道支路(54)上设有富液调节阀(13)、富液储液器(9)、富液储液泵(15)和富液流量计(17)；所述的贫富液换热器(7)与二氧化碳吸收塔(4)的液体入口间设有贫液管道支路(55)，该贫液管道支路(55)上设有贫液调节阀(12)、贫液储液器(8)、贫液储液泵(14)和贫液流量计(16)；当需要提高二氧化碳捕集装置能耗水平时，富液储液器(9)中存储的富液，通过富液储液泵(15)泵送，由二氧化碳再生塔(5)的液体入口进入；同时，贫液调节阀(12)开启，由贫富液换热器(7)冷却后的贫液，进入贫液储液器(8)；当需要降低二氧化碳捕集装置能耗水平时，富液调节阀(13)开启，由贫富液换热器(7)加热后的富液，进入富液储液器(9)；同时，贫液储液器(8)中存储的贫液，通过贫液储液泵(14)泵送，由二氧化碳吸收塔(4)的液体入口进入；
富液储液器(9)流出、流入流量与贫液储液器(8)流入、流出流量分别由富液流量计(17)和贫液流量计(16)计量，并通过富液调节阀(13)与贫液调节阀(12)控制流量一致。4.根据权利要求3所述的耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统，其特征在于，所述的热贫液泵(11)与贫富液换热器(7)之间设有贫液管道(53)；冷富液泵(10)与贫富液换热器(7)之间设有富液管道(52)。5.根据权利要求2所述的耦合二氧化碳捕集与利用的调峰发电系统，其特征在于，所述的燃煤发电装置(A)还包括与燃煤锅炉(1)相连的汽机发电机组(2)；所述的二氧化碳捕集装置(B)还包括再沸器...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯成龙，吕洪坤，丁历威，章康，张晓龙，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：