[发明专利]电厂烟气余热发电用于二氧化碳捕获的系统及控制方法

权利要求书

1.电厂烟气余热发电用于二氧化碳捕获的系统，其特征在于包括发电系统、二氧化碳压缩分离系统、烟气余热梯级回收系统；所述发电系统包括组合式换热器、膨胀机、ORC发电机、冷却器、工质泵、工质泵出口截止阀、温差发电片低温侧、温差发电片高温侧、温差发电片、热敏电阻、温差发电开关、温差发电组、DC/AC逆变器，ORC发电机连接压缩分离器开关，温差发电组连接供给用户开关，ORC发电机连接供给用户开关，ORC发电机和温差发电组的电力供给电网切换开关，电网至压缩分离器开关，温差发电片高温侧调节阀出口逆止阀；膨胀机连接ORC发电机，温差发电片通过热敏电阻与DC/AC逆变器的高温侧接入端连接，温差发电片通过温差发电开关与DC/AC逆变器的低温侧接入端连接；DC/AC逆变器与温差发电组连接，温差发电组与压缩分离器开关连接并与用户开关连接；温差发电片高温侧通过温差发电片高温侧调节阀与电除尘器连接；温差发电片低温侧分别与压缩分离器、组合式换热器连接；膨胀机分别与组合式换热器、冷却器的冷却水出口连接；组合式换热器连接工质泵出口截止阀，工质泵出口截止阀连接工质泵；工质泵与冷却器的冷却水入口连接；所述二氧化碳压缩分离系统由压缩分离器、二氧化碳收集器、氮气收集器、逆止阀、引风机、电网切换开关，电网至压缩分离器开关组成；压缩分离器连接二氧化碳收集器并连接氮气收集器；压缩分离器与氮气收集器之间的连接管路上安装有引风机；压缩分离器与二氧化碳收集器之间的连接管路上安装有逆止阀；所述烟气余热梯级回收系统包括电除尘器、组合式换热器、冷却器、脱硫及脱硝装置；电除尘器通过换热器后调节阀与组合式换热器连接；电除尘器分别连接电除尘冲灰池、电除尘集灰斗，电除尘器连接脱硫及脱硝装置。

2.电厂烟气余热发电用于二氧化碳捕获的系统控制方法，其特征是燃煤电厂的烟气经权利要求1所述的烟气至换热器截止阀，再经过组合式换热器对ORC发电机组的有机工质加热；然后流经烟气至换热器后调节阀和烟气至换热器后调节阀的管路逆止阀进入电除尘器除尘；第一梯级通道进入组合式换热器的烟气温度为110-170℃，出口烟气温度为90-140℃；燃煤电厂的烟气经电除尘器除尘后，经过组合式换热器，对ORC发电机组的有机工质加热，连接流经换热器去脱硫及脱硝装置调节阀，然后经过脱硫及脱硝装置入口混合箱，连接脱硫及脱硝装置，第二梯级通道进入组合式换热器的烟气温度为105-160℃，出口烟气温度为95-130℃；从脱硫及脱硝装置底部的脱硫及脱硝装置聚水器，对脱硫及脱硝装置的热水进行收集，经过脱硫及脱硝装置聚水器出口调节阀后，流经组合式换热器，对ORC发电机组的有机工质加热，再进入温差发电片低温侧，对温差发电片进行低温侧换热后，在脱硫及脱硝装置聚水器经温差发电片低温侧后调节阀关闭时进入脱硫及脱硝装置，或在脱硫及脱硝装置聚水器经温差发电片低温侧后调节阀开启时进入电除尘器底部完成水力冲除灰使烟气中的颗粒灰尘进入电除尘冲灰池，第三梯级通道的水热源经组合式换热器入口温度为80-95℃，出口温度为65-75℃或经温差发电片低温侧后温度为50-60℃；脱硫及脱硝装置一路经脱硫及脱硝装置至原排放系统截止阀排放大气，脱硫及脱硝装置另一路经脱硫及脱硝装置去换热器出口截止阀和脱硫及脱硝装置去换热器出口调节阀进入组合式换热器，对ORC发电机组的有机工质加热，再进入温差发电片低温侧，第四梯级通道的气体热源经组合式换热器的烟气入口温度为80-95℃，出口烟气温度60-75℃，经温差发电片低温侧后的烟气温度为50-60℃；烟气从电除尘器出口出来，经过温差发电片高温侧调节阀和温差发电片高温侧调节阀出口逆止阀进入温差发电片高温侧进行高温侧换热后，再经脱硫及脱硝装置去温差发电片高温侧逆止阀，通过脱硫及脱硝装置入口混合箱进入脱硫及脱硝装置进行烟气的脱硫及脱硝净化，第五梯级通道的烟气热源经过温差发电片高温侧的入口温度为105-160℃，出口温度为90-120℃;在组合式换热器的热作用下有机工质蒸发后在冷却器、工质泵、工质泵出口截止阀、组合式换热器、膨胀机、ORC发电机中实现蒸发和冷凝的相变过程，完成ORC发电系统；在温差发电片低温侧、温差发电片高温侧的双侧换热条件下，作用于温差发电片，连接热敏电阻和温差发电开关，实现温差发电组的温差发电；发电系统将电力供给用户和为压缩分离器提供电力；所述发电系统包括ORC发电机和温差发电组；由来自电网和发电系统的电力提供给二氧化碳压缩分离系统；通过温差发电组至压缩分离器开关，将温差发电组的电力提供给压缩分离器，通过ORC发电机至压缩分离器开关，将ORC发电机的电力提供给压缩分离器，在压缩分离器作用下，维持二氧化碳温度为30-35℃、压力为6.0-7.5MPa的条件，二氧化碳液化后从过压缩分离器流出经二氧化碳收集器的管路逆止阀进入二氧化碳收集器，同时烟气中的氮气从压缩分离器流出后经引风机作用至氮气收集器，实现二氧化碳的捕获分离功能；温差发电组的电力经温差发电组至供给用户开关、ORC发电机的电力经ORC发电机至供给用户开关后供给用户，同时通过ORC发电机和温差发电组的电力供给电网切换开关和来自电网通过电网至压缩分离器开关为压缩分离器提供电力，ORC发电机和温差发电组的电力供给电网切换开关开启与来自电网通过电网至压缩分离器开关关闭时由发电系统提供电力，ORC发电机和温差发电组的电力供给电网切换开关关闭；同时电网至压缩分离器开关打开时，压缩分离器所需的电力由来自电网的电力供应，保证压缩分离器的电源供应，使得二氧化碳压缩分离系统工作正常。