[发明专利]一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统及方法

权利要求书

1.一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，包括备煤单元(1)、气化炉(2)、废热锅炉(3)、循环气压缩机(5)、第一气气加热器(6)、第二气气加热器(8)、羰基硫水解反应器(9)、脱硫单元(12)、湿化器(13)、引射器(16)、燃料电池(17)、纯氧燃烧器(18)、阴极空气压缩机(20)、阴极回热器(22)、空气透平(23)、余热锅炉(24)、汽轮机(25)、尾气压缩机(26)、氧压机(27)、深冷空分单元(28)和氮压机(29)；

备煤单元(1)的出口连接气化炉(2)的煤粉入口，气化炉(2)顶部的高温粗煤气出口连接废热锅炉(3)的入口；废热锅炉(3)的空气入口连接阴极回热器(22)冷侧空气出口，废热锅炉(3)的空气出口连接燃料电池(17)阴极入口；废热锅炉(3)的粗煤气出口连接循环气压缩机(5)入口和第一气气加热器(6)热侧入口；循环气压缩机(5)出口连接废热锅炉(3)的空气入口；第一气气加热器(6)热侧出入口依次连接第二气气加热器(8)热侧和羰基硫水解反应器(9)，羰基硫水解反应器(9)的出口连接第二气气加热器(8)冷侧入口；第二气气加热器(8)冷侧出口连接脱硫单元(12)；脱硫单元(12)的洁净煤气出口连接湿化器(13)的入口；湿化器(13)的出口连接第一气气加热器(6)冷侧入口，第一气气加热器(6)冷侧出口连接引射器(16)的工作流体入口；

汽轮机(25)中部的中压蒸汽出口连接接引射器(16)的工作流体入口和气化炉(2)；尾气压缩机(26)出口连接引射器(16)的工作流体入口；燃料电池(17)阳极空气出口连接引射器(16)的引射流体入口和纯氧燃烧器(18)入口；连接引射器(16)的出口连接燃料电池(17)阳极空气入口；

氧压机(27)的出口连接气化炉(2)和纯氧燃烧器(18)入口；纯氧燃烧器(18)的出口连接余热锅炉(24)；余热锅炉(24)的尾气出口连接尾气压缩机(26)入口和大气；

阴极空气压缩机(20)的出口连接阴极回热器(22)冷侧入口和深冷空分单元(28)入口；阴极回热器(22)的热侧出口连接空气透平(23)入口，空气透平(23)出口连接余热锅炉(24)入口；深冷空分单元(28)的污氮出口连通大气，纯氧出口连接氧压机(27)入口，纯氮连接氮压机(29)的入口；氮压机(29)的出口连接气化炉(2)入口；余热锅炉(24)的高压过热蒸汽出口连接汽轮机(25)。

2.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，废热锅炉(3)的粗煤气出口连接除尘单元(4)；除尘单元(4)的煤气出口连接循环气压缩机(5)入口和第一气气加热器(6)热侧入口。

3.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，气化炉(2)的底部设有排渣口。

4.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，还包括水处理单元(14)与硫回收单元(15)；

脱硫单元(12)具有废水出口与废气出口；脱硫单元(12)的废水出口与废气出口分别连接水处理单元(14)与硫回收单元(15)。

5.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，还包括余热回收单元(10)和煤气冷却器(11)；

第二气气加热器(8)冷侧出口依次连接余热回收单元(10)、煤气冷却器(11)和脱硫单元(12)。

6.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，还包括燃气透平(19)；

纯氧燃烧器(18)的出口通过燃气透平(19)连接余热锅炉(24)。

7.根据权利要求1所述的一种利用煤气高温显热的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，阴极空气压缩机(20)出口与深冷空分单元(28)入口之间设有余热回收换热器(21)。