一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，利用空氣分離過程得到O

A resource-based clean emission system for coal-fired power plants

【技術實現步驟摘要】
一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統
本技術涉及本技術涉及燃煤發電
，更具體的說是涉及一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統。
技術介紹
自工業革命開始以來，煤炭作為全球主要能源已長達數百年，即使在石油取代煤炭成為世界主要能源之后，煤炭仍然是全球最主要的基礎能源之一。從我國的現狀來說，煤炭消費比重仍然高于62％，但是燃煤電廠的節能減排發展還存在著很多問題。從脫硫方面：一是由于實際燃煤含硫量增大以及脫硫裝置設計裕量偏小；二是現有脫硫裝置運行性能下降，脫硫效率不能滿足國家標準要求；三是目前普遍采用的FGD濕法脫硫由于除霧器效率不高，在取消GGH后，加劇了“石膏雨”的形成。脫硝方面：一是鍋爐產生的NOX排放濃度偏高，導致尾部SCR脫硝投資與運行成本增大；二是部分鍋爐在實施脫硝改造后，導致鍋爐排煙中的飛灰可燃物與CO含量增加，導致鍋爐熱效率下降。煙塵方面：一是現有除塵器受實際燃煤和場地限制，大多難以達標排放；二是電袋除塵器等運維費用高、廢舊濾袋難以處理。煙氣排放溫度方面：由于脫硫脫硝后煙氣溫度較低，其中飽和水蒸汽攜帶很多PM2.5，導致大氣質量嚴重下降。所以，將各污染物排放技術實現整體優化，形成資源化、一體化、協同控制，才是我國未來燃煤電廠節能減排的方向和實際意義。因此，提供一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提供了一種燃煤電廠發電效率高、能耗低和污染物排放少的燃煤電廠資源化清潔排放系統。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案：一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，包括：空氣分離模塊，用于過濾空氣中的粉塵、雜質，分離出O2、N2和Ar；氣化模塊，所述氣化模塊與所述空氣分離模塊連接，用于將水、煤和所述空氣分離模塊分離出的O2，在高溫下經氣化反應產生合成氣和煤渣；脫氫模塊，所述脫氫模塊與所述氣化模塊連接，用于將合成氣分離提純得到H2；蒸汽發電模塊，所述蒸汽發電模塊分別與所述空氣分離模塊和所述氣化模塊連接，用于將固渣、煤、和分離H2后的合成氣，加入所述空氣分離模塊分離出的O2或者回流的煙氣加氧氣，燃燒產生超高臨界或高、中、低壓蒸汽，驅動蒸汽發電機發電；氨氣合成模塊，所述氨氣合成模塊分別與所述空氣分離模塊和所述脫氫模塊連接，用于將提純后的H2和分離出的N2在高溫高壓以及催化劑作用下生成NH3；煙氣洗滌模塊，用于對蒸汽發電模塊燃料燃燒后的煙氣初步處理，脫除煙氣中的粉塵、重金屬，并回收其中的水分和熱量；氣體回收模塊，用于將洗滌后的煙氣利用溶劑吸收、解吸、壓縮液化后得到純凈液態SO2和CO2；水處理模塊，將煙氣洗滌產生的污水、蒸汽發電模塊的排水及其它過程產生的污水處理成系統循環用水或符合排放標準的中水。優選的，所述資源化清潔排放系統系統以煤及其氣化產物為燃料，使用純氧，或者純氧混合一定比例的循環煙氣作為助燃劑，煙氣排放少且不含氮氧化物?？蛇x地，燃料可以是各種煤或其它固體燃料、重油等液體燃料以及其它氣體燃料。優選的，所述蒸汽發電機，為超臨界、全凝式、抽凝式、背壓式的任一種。優選的，所述脫氫模塊包括：膜分離器，所述合成氣僅H2通過所述膜分離器的陶瓷膜，合成氣中其它成分送至所述蒸汽發電模塊的蒸汽鍋爐內燃燒；壓縮機，所述壓縮機與所述膜分離器連接，用于將分離出的H2壓縮至30-35MPa輸出存儲。優選的，所述氨氣合成模塊包括：合成氨反應塔，將所述N2和H2按比例1：2.8-2.9，通入所述合成氨反應塔，控制反應塔內的壓力30-35Mpa，溫度450-550℃，合成NH3；冷凍機，將反應塔出口排出的NH3降溫至20-35℃，然后在壓力1.6-1.8Mpa的條件下存儲。優選的，所述煙氣洗滌模塊包括：噴淋塔和位于噴淋塔內的凈化洗滌裝置，所述噴淋塔將煙氣中的煙塵、重金屬以及熱量轉移到洗滌水中，所述凈化洗滌裝置將洗滌凈化后的煙氣從塔頂排出，控制煙氣溫度38-42℃，洗滌后的污水從塔底送至水處理模塊。優選的，所述水處理模塊包括：超聲電絮凝器，將污水中大部分懸浮物、離子絮凝下來；固液分離器，分離出污水中的絮凝體，形成污泥；熱泵，使用蒸汽鍋爐排污水和少量蒸汽，提取大部分低溫水熱量，將一部分低溫水換熱至95-99℃；MVC裝置，將95-99℃熱水采用機械蒸發冷凝的工藝，處理成蒸餾水，作為蒸汽鍋爐補給水，濃水作為所述氣化模塊用水，被提取熱量的低溫水作為噴淋水等低溫用水。優選的，還包括固渣處理模塊，所述固渣處理模塊分別與所述煙氣洗滌模塊和所述蒸汽發電模塊連通，用于將污水中分離出的污泥和煙塵、煤灰中的固體顆粒在高溫下回收重金屬，其它加工成玻璃體。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本技術公開提供了一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統及方法，利用空氣分離過程得到O2、N2和Ar；利用O2燃燒、通過煤氣化制造H2；利用合成氨過程，將H2與N2合成NH3；利用煙氣過程凈化煙氣，分別利用SO2回收過程和CO2回收過程回收煙氣中的SO2和CO2，所得NH3、SO2和CO2可進一步轉變為化肥產品，利用蒸汽鍋爐產生蒸汽并發電，利用水處理過程解決水的循環利用，將水處理產生的污泥及其它過程產生的廢催化劑等含有害物質的廢渣在固渣處理模塊中的等離子爐內高溫融化，處理成可制作高級環保建材的玻璃體，并回收重金屬；本技術中所有的原料只是煤和空氣，可以輸出的產品包括N2、Ar、H2、NH3、SO2、CO2、NH4HCO3、(NH4)2SO4、金屬、高級環保建材還有電力，除了正常的水和氮氣損失，幾乎沒有任何廢棄物排放，因此解決了燃煤電廠的廢棄物資源化清潔排放的節能、環保等技術問題，進而達到高效率、低成本的效果。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其它的附圖。圖1為本技術一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統的結構圖。具體的：壓縮空氣深冷機、2-空氣分離設備、3-煤氣化爐、4-蒸汽鍋爐、5-煙氣循環風機、6-蒸汽發電機、7-除塵器、8-噴淋塔、9-水處理、10-等離子重金屬回收裝置、11-SO2吸收塔、12-CO2吸收塔、13-第一化肥裝置、14-第二化肥裝置、15-氫氣提純、16-合成氨等裝置、17-超聲電絮凝器、18-熱泵、19-蒸汽冷凝器、20-SO2解析塔、21-第一換熱器、22-第一再沸器、23-SO2壓縮機、24-SO2精制塔、25-CO2解析塔、26-第二換熱器、27-第二再沸器、28-CO2壓縮機、29-CO2精制塔。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本實用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，其特征在于，包括：/n空氣分離模塊；/n用于產生合成氣的氣化模塊，所述氣化模塊與所述空氣分離模塊連接；/n脫氫模塊，所述脫氫模塊與所述氣化模塊連接；/n蒸汽發電模塊，所述蒸汽發電模塊分別與所述空氣分離模塊和所述氣化模塊連接；/n氨氣合成模塊，所述氨氣合成模塊分別與所述空氣分離模塊和所述脫氫模塊連接；煙氣洗滌模塊、氣體回收模塊和水處理模塊。/n

【技術特征摘要】
1.一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，其特征在于，包括：
空氣分離模塊；
用于產生合成氣的氣化模塊，所述氣化模塊與所述空氣分離模塊連接；
脫氫模塊，所述脫氫模塊與所述氣化模塊連接；
蒸汽發電模塊，所述蒸汽發電模塊分別與所述空氣分離模塊和所述氣化模塊連接；
氨氣合成模塊，所述氨氣合成模塊分別與所述空氣分離模塊和所述脫氫模塊連接；煙氣洗滌模塊、氣體回收模塊和水處理模塊。


2.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，其特征在于，以煤為原料，使用純氧或者純氧混合循環煙氣作為助燃劑，煙氣排放少且不含氮氧化物。


3.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，其特征在于，所述蒸汽發電模塊中的蒸汽發電機，為超臨界、全凝式、抽凝式、背壓式的任一種。


4.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠的資源化清潔排放系統，其特征在于，所述脫氫模塊包括：
膜分離器，所述合成氣僅H2通過所述膜分離器的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邸建軍，臧瑜鑫，郭曉坤，宋移團，
申請(專利權)人：碧海舟北京節能環保裝備有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11