一种基于空气中氮氧分离的高集成发电系统及方法技术方案

本申请提出一种基于空气中氮氧分离的高集成发电系统及方法，通过压缩空气进入氮氧分离系统连续不间断的分离出氮气和氧气，电解水制氢系统制备出氢气和氧气，氢气和氮气作为原料在合成氨系统中制备绿氨，将制备出来的氨气根据现场需求量一部分送入氨煤混燃发电系统锅炉发电；同时电解水制氢系统制备的氧气以及空气分离系统分离的氧气送入氨煤混燃发电系统来实现富氧燃烧

【技术实现步骤摘要】
一种基于空气中氮氧分离的高集成发电系统及方法


[0001]本申请涉及发电
，尤其涉及一种基于空气中氮氧分离的高集成发电系统及方法
。

技术介绍

[0002]目前，燃煤发电是主体性电源，为解决传统燃煤锅炉碳排放量大的问题，部分火力发电系统选用氢或氨作为煤炭替代材料来实现减碳，但氢液化压力高
,
存在难以储存和运输且替代技术尚不成熟等弊端
。
氨作为典型的零碳燃料，具有安全
、
储运成本低
、
燃烧零碳排放等优点，但氨煤混燃所用氨气为灰氨，是天然气蒸汽重整氢气及空气分离的氮气通过传统哈伯法合成氨，该工艺伴随大量
CO2气体排放
。
[0003]利用传统空气分离氮气，并利用氮气和氢气合成氨气也可作为替代煤炭的燃料实现减碳，但是传统空气分离氮气通常采用深冷分离法，但该方法需在超低压和高温条件下运行，存在产气成本高，对设备要求高，工程造价大，安装费用高的缺点
。
变压吸附法通常单一的被用作制氧机，空气中占比
70
％的氮气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于空气中氮氧分离的高集成发电系统，其特征在于，包括氮氧分离系统；其包括分别用于吸收压缩空气中氧气和氮气的第一分离子系统和第二分离子系统，实现所述压缩空气中氧气和氮气的分离；电解水制氢系统，其电解水得到氢气和氧气；合成氨系统，其分别与所述氮氧分离系统和所述电解水制氢系统连接，并接收氮气和氢气用于合成氨气；以及氨煤混燃发电系统，其分别与所述合成氨系统
、
所述氮氧分离系统和所述电解水制氢系统连接，用以将所述合成氨系统输出的氨气以及所述氮氧分离系统和所述电解水制氢系统输出的氧气在锅炉中燃烧发电
。2.
根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，还包括尾气处理系统，其分别与所述氨煤混燃发电系统和所述合成氨系统连接，将所述氨煤混燃发电系统的燃烧尾气输送至所述尾气处理系统中进行脱硫
、
脱硝以及脱碳处理；所述合成氨系统输出氨气进入所述尾气处理系统中，用于对燃烧尾气的脱硫
、
脱硝以及脱碳处理
。3.
根据权利要求1或2所述的发电系统，其特征在于，所述第一分离子系统包括第一空气压缩组件和氧气吸附组件；其中所述第一空气压缩组件生产压缩空气并与所述氧气吸附组件连接，用以将压缩空气输至所述氧气吸附组件中；所述氧气吸附组件吸收压缩空气中的氧气，并将分离出的氮气输出；在氮气输出后，将所述氧气吸附组件中吸附材料进行解析释放出氧气并输出
。4.
根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于，所述氧气吸附组件包括碳分子筛左吸附塔和碳分子筛右吸附塔；其中所述碳分子筛左吸附塔和所述碳分子筛右吸附塔均与所述第一空气压缩组件连接，且所述碳分子筛左吸附塔和所述碳分子筛右吸附塔之间连通有第一均压阀，用以平衡两者之间的压力
。5.
根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于，所述碳分子筛左吸附塔和所述碳分子筛右吸附塔均包括塔体和设置在所述塔体内的间隔平行设置的多个碳分子筛吸附柱；所述碳分子筛吸附柱之间错落设置多个导流板实现氧气和氮气分离
。6.
根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于，所述第二分离子系统包括第二空气压缩组件和氮气吸附组件；其中所述第二空气压缩组件生产压缩空气并与所述氮气吸附组件连接，用以将压缩空气输至所述氮气吸附组件中；所述氮气吸附组件吸收压缩空气中的氮气，并将分离出的氧气输出；在氧气输出后，将所述氮气吸附组件中吸附材料进行解析释放出氮气并输出
。7.
根据权利要求6所述的发电系统，其特征在于，所述氮气吸附组件包括填充有分子筛的沸石左吸附塔和沸石右吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨，王志超，萧云志，晋中华，白发琪，周科，张波，向小凤，贾子秀，李宇航，程栩佳，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：