[实用新型]一种采用超临界CO2底循环的整体煤气化燃料电池发电系统

权利要求书

1.一种采用超临界CO₂底循环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)、煤气冷却器(3)、循环气压缩机(5)、引射器(16)、燃料电池(17)、阴极空气压缩机(18)、阴极回热器(19)、压缩机(20)、纯氧燃烧器(21)、CO₂燃气透平(22)、回热器(23)、余热锅炉(24)、CO₂冷却加压装置和汽轮机(30)，其中，备煤单元(1)的干煤粉出口、高压氮气管道的出口、纯氧管道出口均连接至气化炉(2)的入口，气化炉(2)的顶部高温粗煤气出口连接煤气冷却器(3)的入口，煤气冷却器(3)的粗煤气出口分为两路，一路连接循环气压缩机(5)的入口，另一路连接引射器(16)的入口，引射燃料电池(17)阳极出口的部分尾气，引射器(16)的煤气出口连接燃料电池(17)的阳极入口，燃料电池(17)的阳极出口经过压缩机(20)连接纯氧燃烧器(21)的入口，纯氧燃烧器(21)的高温高压气体出口连接CO₂燃气透平(22)的入口；

CO₂燃气透平(22)的燃烧尾气出口连接回热器(23)的热侧入口，回热器(23)的热侧出口连接余热锅炉(24)的入口，余热锅炉(24)的燃烧尾气出口连接CO₂冷却加压装置的入口，CO₂冷却加压装置的超临界CO₂出口连接回热器(23)的冷侧入口，回热器(23)的冷侧出口连接纯氧燃烧器(21)的入口；

阴极空气压缩机(18)的出口连接阴极回热器(19)的冷侧入口，阴极回热器(19)的高温空气出口连接燃料电池(17)的阴极入口，燃料电池(17)的阴极出口连接阴极回热器(19)的热侧入口，阴极回热器(19)的热侧出口连接余热锅炉(24)的入口，余热锅炉(24)上设置有空气排出口。

2.根据权利要求1所述的一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，CO₂冷却加压装置包括尾气冷凝器(25)、气水分离器(26)、CO₂压缩机(27)、CO₂冷凝器(28)和CO₂加压泵(29)，其中，余热锅炉(24)的燃烧尾气出口连接尾气冷凝器(25)的入口，尾气冷凝器(25)的出口连接气水分离器(26)的入口，气水分离器(26)的顶部气体出口依次连接CO₂压缩机(27)、CO₂冷凝器(28)和CO₂加压泵(29)的入口，CO₂加压泵(29)的出口连接回热器(23)的冷侧入口。

3.根据权利要求1所述的一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，煤气冷却器(3)的粗煤气出口连接有除尘单元(4)，除尘单元(4)的出口分为两路，一路连接循环气压缩机(5)的入口，另一路连接引射器(16)的入口。

4.根据权利要求1所述的一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于，该发电系统还包括深冷空分单元(31)，深冷空分单元(31)的氧气出口连接氧压机(32)的入口，氧压机(32)的出口分为两路，一路连接气化炉(2)的氧气入口，另一路连接纯氧燃烧器(21)的氧气入口；深冷空分单元(31)的氮气出口连接氮压机(33)的入口，氮压机(33)的出口连接气化炉(2)的入口。

5.根据权利要求1所述的一种采用超临界CO₂底循环的整体煤气化燃料电池发电系统，其特征在于：煤气冷却器(3)的饱和蒸汽出口连接余热锅炉(24)的进口，余热锅炉(24)的过热蒸汽出口连接汽轮机(30)的入口，汽轮机(30)的部分中压抽汽蒸汽出口连接气化炉(2)的入口。