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[發明專利]一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統在審

專利信息
申請號: 201810069642.5 申請日: 2018-01-24
公開(公告)號: CN108412613A 公開(公告)日: 2018-08-17
發明(設計)人: 陳會勇;薛志恒;王偉鋒;吳濤;付昶;趙杰 申請(專利權)人: 西安熱工研究院有限公司
主分類號: F02C6/00 分類號: F02C6/00;F02C6/18;F01K25/10;F01K7/32;F01K23/10;C10L3/10;C12M1/107
代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200 代理人: 徐文權
地址: 710032 陜*** 國省代碼: 陜西;61
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 超臨界二氧化碳 再壓縮 動力循環 沼氣 發電系統 凈化系統 沼氣生產 燃氣輪機發電系統 循環發電系統 燃氣輪機 沼氣發電系統 拖動 系統整體 有機廢物 發電機組 熱源 二氧化碳 排氣 透平 電源 潔凈 燃料 轉化 聯合
【權利要求書】:

1.一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,包括燃氣輪機發電系統、超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓動力循環發電系統和沼氣生產及凈化系統;其中,

燃氣輪機發電系統包括空氣壓縮機組(1)、燃燒器(2)和燃氣透平(3);

超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓動力循環發電系統包括換熱器(5)、高溫回熱器(6)、低溫回熱器(7)、預冷器(8)、主壓縮機(9)、再壓縮機(10)和超臨界二氧化碳透平(11);

沼氣生產及凈化系統包括混合池(13)、發酵裝置(15)、脫硫裝置(16)、冷干機裝置(17)、過濾器裝置(18)和沼氣壓縮及輸送裝置(19);

空氣壓縮機組(1)的壓縮空氣出口與燃燒器(2)的壓縮空氣入口連接,燃燒器(2)的燃料入口與沼氣壓縮及輸送裝置(19)的出口相連接,燃燒器(2)的出口與燃氣透平(3)的進口連接,燃氣透平(3)的出口與換熱器(5)的進口連接;

換熱器(5)的出口與超臨界二氧化碳透平(11)的進口相連,超臨界二氧化碳透平(11)的出口與高溫回熱器(6)的高溫側流體進口連通,高溫回熱器(6)的高溫側流體出口與低溫回熱器(7)的高溫側流體進口連通,低溫回熱器(7)的高溫側流體出口分為兩路,一路與預冷器(8)的進口連通,另一路與再壓縮機(10)的進口連通,預冷器(8)的出口與主壓縮機(9)的進口連通,主壓縮機(9)的出口與低溫回熱器(7)的低溫側流體進口連通,低溫回熱器(7)的低溫側流體出口與再壓縮機(10)的出口匯合后與高溫回熱器(6)的低溫側流體進口連通,高溫回熱器(6)的低溫側流體出口與換熱器(5)的進口連通;

混合池(13)的原料入口與有機廢物的輸送管道的出口連通,混合池(13)的出口與發酵裝置(15)的進口連通,發酵裝置(15)的出口與脫硫裝置(16)的入口連通,脫硫裝置(16)的出口與冷干機裝置(17)的進口相連,冷干機裝置(17)的出口與過濾器裝置(18)的進口連通,過濾器裝置(18)的出口與沼氣壓縮及輸送裝置(19)的進口連通,沼氣壓縮及輸送裝置(19)的出口與燃燒器(2)的燃料入口連通。

2.根據權利要求1所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,燃氣輪機發電系統還包括燃氣輪機發電機組(4),其通過燃氣透平(3)發電。

3.根據權利要求2所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,工作時,經由沼氣壓縮及輸送裝置(19)壓縮后的燃料和經由空氣壓縮機組(1)壓縮的空氣在燃燒器(2)中混合燃燒,形成高溫燃氣進入燃氣透平(3)做功,帶動燃氣輪機發電機組(4)發電,燃氣透平(3)的排氣進入換熱器(5)進行換熱,換熱后的乏汽從煙囪排出。

4.根據權利要求1所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓動力循環發電系統還包括超臨界二氧化碳透平發電機(12),其通過超臨界二氧化碳透平(11)發電。

5.根據權利要求1所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,超臨界二氧化碳再壓縮布雷頓動力循環發電系統采用超臨界二氧化碳為工質。

6.根據權利要求5所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,工作時,超臨界二氧化碳透平(11)出口的二氧化碳流體先進入高溫回熱器(6)進行放熱,后進入低溫回熱器(7)進行換熱;而后,一部分流體直接通往再壓縮機(10)被壓縮;另一部分流體先經預冷器(8)冷卻后再進入主壓縮機(9)壓縮,然后通過低溫回熱器(7)回熱到與直接被再壓縮機(10)壓縮的流體相同的溫度,混合后,一起再流經高溫回熱器(6)、換熱器(5)進行熱交換,最后流入超臨界二氧化碳透平(11)做功,實現閉式循環。

7.根據權利要求1所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,沼氣生產及凈化系統還包括泵(14),混合池(13)的出口通過泵(14)與發酵裝置(15)的進口連通。

8.根據權利要求7所述的一種沼氣-超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統,其特征在于,工作時,有機廢物首先進入混合池中進行混合,混合后,通過泵(14)把混合后的有機廢物送入發酵裝置(15)中,在發酵裝置(15)中的厭氧環境下,通過厭氧微生物的降解下,產生沼氣;產生的沼氣首先進入脫硫裝置(16)中進行脫硫處理,沼氣從脫硫裝置(16)流出后進入冷干機裝置(17),經冷干機裝置(17)冷卻,排除凝結水和游離水,然后進入過濾器裝置(18),過濾掉雜質,以保證進入燃氣發電系統的沼氣純度,從過濾器裝置(18)流出的沼氣,經沼氣壓縮及輸送裝置(19)壓縮后送入燃氣發電系統的燃燒器(2)中,和空氣進行混合燃燒。

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