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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了一种生物质加压化学链燃烧发电和捕集CO2的负碳系统，旨在利用广泛的生物质能源，通过将化学链循环燃烧、增压流化床、燃气‑蒸汽联合循环发电相结合，采用结构优化的新型化学链燃烧反应装置，进而最大限度地提高燃烧效率、CO2捕集效率和净发电效率，实现“负碳排放”。同时，采用廉价稳定的铁基载氧体和生物质颗粒分别作为加压化学链燃烧反应装置的循环物料和燃料，提高反应效率和运行可靠性，降低运行和操作成本。当设定CO2捕集浓度95%并压缩至15.0MPa，新工艺系统的理论发电效率可达42%，远高于相同容量的常规火力发电机组燃烧后捕集CO2方式的发电效率。

主权项：1.一种生物质加压化学链燃烧发电和捕集CO2负碳系统，其特征在于：包含生物质加压化学链燃烧系统、燃气轮机发电系统、余热发电系统和CO2压缩-脱水-纯化工艺系统；通过所述生物质加压化学链燃烧系统，实施生物质燃料的燃烧和CO2原位分离，产生高温高压烟气驱动所述燃气轮机发电系统；通过所述燃气轮机发电系统和余热发电系统耦合匹配，实施燃气-蒸汽联合循环发电；通过所述CO2压缩-脱水-纯化工艺系统将所述生物质加压化学链燃烧系统分离出的CO2压缩至达到管道输送要求的超临界状态，输送至生物质加压化学链燃烧系统中，作为流化介质和气化介质；所述生物质加压化学链燃烧系统包括空气反应器（1-3）和燃料反应器（1-4）；所述燃料反应器（1-4）通过返料阀（1-22）向空气反应器（1-3）输送传氧物料；所述空气反应器（1-3）和燃料反应器（1-4）设置在耐压壳体（1-23）内；空气经过空压机（1-7-2）升压成为高压空气送入空气反应器（1-3）；在所述空气反应器（1-3）内，高压空气与还原态载氧体（1-1-3）发生剧烈放热反应，形成高压高温烟气和氧化态载氧体（1-1-1）；所述高压高温烟气经过旋风分离器（1-5）颗粒分离和高温陶瓷过滤器（1-6）除尘后，形成净化的高压高温烟气，进入燃气轮机（1-7-1）膨胀做功，而后由燃气轮机末端进入余热锅炉烟气侧（1-12-1）放热，温度降低至115°C以下形成低温低压烟气，由烟囱（1-8）排入大气；所述氧化态载氧体（1-1-1）经过旋风分离器（1-5）送入燃料反应器（1-4）；在所述燃料反应器（1-4）内，生物质颗粒（1-2-1）与所述氧化态载氧体（1-1-1）之间发生充分燃烧反应，转化为CO2水蒸气混合气；所述CO2水蒸气混合气携带飞灰与剩余气化介质送入余热锅炉CO2侧（1-12-2）放热至120°C，降温后的CO2水蒸气混合气进入CO2压缩-脱水-纯化工艺，被压缩净化为可供管道输送的超临界二氧化碳；燃料反应器（1-4）设置多孔板（2-9）将所述燃料反应器（1-4）分为上部反应区和下部反应区两个区域；所述下部反应区实施生物质颗粒快速热解、气化及反应中间产物气体与部分氧化态载氧体的还原反应，并采用鼓泡流态化，强化气-固之间的混合与传热，防止生物质颗粒或焦炭与铁基载氧体间的分离倾向，提高生物质焦炭转化速率和燃尽率，实现铁基载氧体的深度还原；所述上部反应区，实现由所述下部反应区而来混合气与氧化态载氧体的燃烧反应，将混合气中的COH2CH4可燃成分全部转化为CO2和水蒸气。

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权利要求：

百度查询： 东南大学 生物质加压化学链燃烧发电和负碳系统、燃料反应器