[发明专利]一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统及其操作方法

权利要求书

1.一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，包括：气化炉(3)、第一换热器(4)、燃烧室(5)、第一透平(6)、第二换热器(7)、第三换热器(8)、冷却器(9)、第一压缩机(10)、第二压缩机(11)和第二透平(12)；

所述气化炉(3)用于通入煤和氧气完成煤的气化，生成合成气；

气化炉(3)的出口与第一换热器(4)的第一入口相连通，第一换热器(4)的第一出口与燃烧室(5)的第一进口相连通；

燃烧室(5)的出口与第一透平(6)的工质入口相连通，第一透平(6)的工质出口与第二换热器(7)的第一入口相连通，第二换热器(7)的第一出口与第三换热器(8)的第一入口相连通；

第三换热器(8)的第一出口与冷却器(9)的第一进口以及第二压缩机(11)的入口相连通；

冷却器(9)的出口与第一压缩机(10)的入口相连通，第一压缩机(10)的第一出口与第三换热器(8)的第二入口相连通，第三换热器(8)的第二出口与第二换热器(7)的第二入口相连通；第二压缩机(11)的出口与第二换热器(7)的第二入口相连通，第二换热器(7)的第二出口与燃烧室(5)的第二进口相连通；

第一压缩机(10)的第二出口与第一换热器(4)的第二入口相连通，第一换热器(4)的第二出口与第二透平(12)的工质入口相连通，第二透平(12)的工质出口与冷却器(9)的第二进口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，还包括：

煤的前处理装置(1)，所述煤的前处理装置(1)用于完成煤的准备与供给；其中，煤的前处理装置(1)的出口与气化炉(3)的第一入口相连通。

3.根据权利要求1所述的一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，还包括：

空气分离器(2)，所述空气分离器(2)用于从空气中分离出氧气；其中，空气分离器(2)的第一出口与气化炉(3)的第二入口相连通。

4.根据权利要求3所述的一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，还包括：

第三压缩机(13)，所述第三压缩机(13)的进口与空气分离器(2)的第二出口相连通，所述第三压缩机(13)的出口与第三换热器(8)的第三进口相连通；第三换热器(8)的第三出口与燃烧室(5)的第三进口相连通。

5.根据权利要求1所述的一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，第一透平(6)、第一压缩机(10)和第二压缩机(11)同轴设置。

6.一种权利要求1所述的适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统的操作方法，其特征在于，包括：

通过气化炉(3)，将煤及氧气制备获得高温合成气；

通过第一换热器(4)，吸收高温合成气的热量，并供给系统运行；

通过燃烧室(5)完成换热后的合成气与氧气的燃烧，对超临界二氧化碳工质进行直接加热；

通过第一透平(6)进行工质膨胀，做功发电；

通过第二换热器(7)将第一透平(6)的工质余热供给系统工质；

通过第三换热器(8)吸收第二换热器(7)出口的工质余热供给系统工质；

通过冷却器(9)冷却系统工质并捕集回收多余的二氧化碳和水；

通过第一压缩机(10)完成部分工质的压缩；其中，一部分工质返回第三换热器(8)吸收热量，另一部分工质至第一换热器(4)吸收合成气热量；

通过第二压缩机(11)完成所述另一部分工质的压缩并返回第二换热器(7)吸收热量；

通过第二透平(12)对吸收合成气热量的部分工质进行膨胀做功发电。

7.根据权利要求6所述的一种适用煤气化的超临界二氧化碳循环系统的操作方法，其特征在于，

所述循环系统还包括：煤的前处理装置(1)、空气分离器(2)和第三压缩机(13)；

通过煤的前处理装置(1)完成煤的准备与供给；

通过空气分离器(2)从空气中分离出氧气；

通过第三压缩机(13)压缩部分氧气；

通过第三换热器(8)吸收所述部分氧气压缩后的热量供给系统工质。