專利名稱：發(fā)電方法、用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電方法、以及用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置。
技術背景
IGCC(整體煤氣化聯合循環(huán))技術實現了將煤氣化與燃氣-蒸汽輪機聯合發(fā)電系統(tǒng)結合，是一種潔凈煤發(fā)電技術。處理后的煤與空分單元來的氧氣在氣化爐中生成混合氣體，混合氣體的顯熱經回收產生蒸汽，混合氣體經過凈化單元凈化后、燃燒驅動燃氣輪機發(fā)電，燃氣輪機排出的煙氣的熱能通過余熱鍋爐回收、加熱產生蒸汽，蒸汽驅動蒸汽輪機發(fā)電。在IGCC工藝中，利用混合氣體這一產品流股首先通過燃氣輪機Brayton循環(huán)發(fā)電，換熱和/或燃氣輪機排放的煙氣余熱來將水加熱成蒸汽，蒸汽進而通過Rankine循環(huán)驅動蒸汽輪機透平發(fā)電。煤氣化工藝和Brayton循環(huán)及Rankine循環(huán)工藝之間相對獨立、缺乏深度的耦合或協同作用，即Rankine循環(huán)的發(fā)電效率僅受所產生的蒸汽的溫度的影響，煤氣化工藝并不直接影響Rankine循環(huán)的發(fā)電效率。換句話說，以上將煤氣化與蒸汽透平發(fā)電聯合的工藝只利用了由煤氣化過程中產生的蒸汽熱能，即僅由煤氣化過程中的產生的蒸汽使煤氣化工藝和蒸汽透平發(fā)電方法發(fā)生聯系。如果煤氣化的產品不完全用于燃燒產生能量， 而是生產能源產品，如甲烷、氫氣和一氧化碳等，則煤氣化與燃氣-蒸汽輪機聯合發(fā)電系統(tǒng)能量的梯級優(yōu)化利用和單元工藝間的耦合程度均需要進一步提高。
此外，蒸汽輪機發(fā)電通常使用基于Rankine循環(huán)的熱力學過程。一個理想Rankine 循環(huán)，其熱效率(發(fā)電效率)取決于吸熱過程和放熱過程的溫度和壓力。對于在蒸汽透平機中進行的放熱過程，降低乏汽的溫度能提高Rankine循環(huán)熱效率(發(fā)電效率)，但乏汽的溫度并不能無限制地降低，該溫度受冷卻介質溫度及冷凝器尺寸限制。例如，通常蒸汽輪機發(fā)電過程中，蒸汽冷卻部分的冷卻介質往往用冷卻水。由于冷卻水介質的限制，出透平機的蒸汽即乏汽的溫度通?？刂圃诃h(huán)境溫度以上。例如，冷卻水的通常工況為表壓0. 52MPa，溫度32°C，從而限制了乏汽的通?？刂圃?2°C以上。(關于Rankine循環(huán)的詳細介紹，請參見 《現代煤炭轉化與煤化工新技術新工藝實用全書》，第九章第六篇，蒸汽煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電，廖漢湘主編，2004年，以及《整體煤氣化聯合循環(huán)熱電油多聯產工藝技術特點與應用》， 陳崇亮，袁龍軍，煤炭工程，2008年11期)。
理想的Rankine循環(huán)也可以用如圖7所示的溫熵圖(T_S圖)來描述。蒸汽對外所做的理論功相當于圖7中曲線1 — 2 — 3 — 4 — 5 — 6—1所包圍的面積。其中循環(huán)中的吸熱(1 — 2 — 3 — 4)和放熱過程(5 — 6)為等壓過程，蒸汽的膨脹G — 5)和冷凝水升壓過程(6 — 1)為等熵過程。
另外，高水含量的物料如褐煤、泥煤、污泥和垃圾等物料直接發(fā)電或氣化過程中， 煙氣或產品氣中含有大量的水汽，由于水蒸發(fā)的潛熱很大，導致大量的熱量被煙氣或產品氣帶走，明顯降低發(fā)電和氣化效率。
現有超臨界技術中有超臨界技術與發(fā)電技術耦合，主要方式為利用產物的熱能通過換熱產生的蒸汽進行透平發(fā)電，但對產物氣體的壓力能未進行利用。
與煤化工技術相結合的發(fā)電技術，僅由煤氣化過程中的產生的蒸汽使煤氣化工藝和蒸汽透平發(fā)電方法發(fā)生聯系。
現有蒸汽輪機發(fā)電技術乏汽溫度控制在環(huán)境溫度以上，限制了發(fā)電效率。
另外，高水含量的物料直接發(fā)電，大量的熱量被水蒸汽和煙氣帶走，明顯降低發(fā)電效率。
現有技術對超臨界水氧化/氣化技術產生的產物的高壓能未加以應用。系統(tǒng)的能量未能得到充分利用。發(fā)明內容
針對相關技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電方法、以及用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置，以利用經過膨脹降壓的氣體產生的冷量，將乏汽的溫度降低到環(huán)境溫度以下，既充分利用了氣體的壓力能，又通過降低Rankine循環(huán)中乏汽的溫度提升了透平發(fā)電設備的發(fā)電效率，從而實現了生產能源產品和熱發(fā)電的裝置的整體能源利用效率的提升。
一方面，本發(fā)明提供一種發(fā)電方法，包括對發(fā)電時產生的乏汽進行冷凝的步驟，在該步驟中，使所述乏汽直接或間接地與經過膨脹降壓的氣體進行熱交換。
優(yōu)選地，所述熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器以被所述的經過膨脹降壓的氣體冷卻后的水作為冷卻介質，所述乏汽在所述冷凝器中與所述冷卻介質直接進行熱交換。
優(yōu)選地，熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器直接以所述的經過膨脹降壓的氣體作為冷卻介質，所述乏汽在所述冷凝器中與所述冷卻介質直接進行熱交換。
優(yōu)選地，熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器包括第一部分和第二部分，所述第一部分的冷卻介質為水，所述第二部分的冷卻介質為所述的經過膨脹降壓的氣體，所述乏汽與所述第一和第二部分中的冷卻介質直接進行熱交換。
優(yōu)選地，該方法還包括將原料送入反應器中進行超/亞臨界氣化反應或氧化反應生成反應混合物；其中，所述的經過膨脹降壓的氣體，是對從反應混合物中分離出來的氣體進行膨脹降壓后獲得的。
優(yōu)選地，該方法還包括將所述反應混合物導入第二換熱器中與發(fā)電工質進行熱交換；將吸收所述反應混合物所含熱量的發(fā)電工質導入透平機中發(fā)電；以及利用所述的經過膨脹降壓的氣體生產能源產品，所述能源產品為甲烷或氫氣或一氧化碳或電或它們任意組合。
優(yōu)選地，該方法經過膨脹降壓的氣體的溫度低于環(huán)境溫度，該環(huán)境溫度是指 28-32 "C。
優(yōu)選地，該方法原料為煤、生物質、污泥或廢水，所述反應器中含有氣化劑或氧化劑，所述氣化劑或氧化劑為氧氣、蒸汽、富氧空氣、空氣中的至少一種。
優(yōu)選地，發(fā)電工質為水或二氧化碳或異鏈烷烴。
優(yōu)選地，原料在所述反應器中發(fā)生超/亞臨界氣化反應或氧化反應時的溫度條件是 350-750°C、壓力條件是 15-40MPa。
優(yōu)選地，經過膨脹降壓的氣體具有0. l-7MPa的壓力。
優(yōu)選地，經過膨脹降壓的氣體具有-25 20°C的溫度。
優(yōu)選地，反應混合物包含的氣體為原料超/亞臨界氣化反應產生的氣體或者原料氧化反應產生的氣體。
另一方面，本發(fā)明還提供一種用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置，包括膨脹降壓裝置，具有接收待膨脹降壓氣體的膨脹降壓入口、及排出經過膨脹降壓的氣體的膨脹降壓出口 ；以及冷凝器，具有供載有來自所述經過膨脹降壓的氣體的冷量的冷卻介質進入的第一換熱通道、及供發(fā)電產生的乏汽進入其中與所述第一換熱通道中冷卻介質熱交換的第二換熱通道。
優(yōu)選地，經過膨脹降壓的氣體進入所述第一換熱通道作為所述冷卻介質。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括第一換熱器，經過膨脹降壓的氣體進入第一換熱器中的一個換熱通道，并與第一換熱器的另一換熱通道中的冷卻水進行熱交換，其中，與所述經過膨脹降壓的氣體換熱后的冷卻水，從所述的另一換熱通道排出到所述冷凝器的第一換熱通道中作為冷卻介質。
優(yōu)選地，冷凝器包括第一部分和第二部分，所述第一和第二換熱通道設于所述第一部分中，所述第二部分具有供在所述第一部分放熱后的乏汽進入其中的一個換熱通道、 以及供用以冷卻該一個換熱通道中乏汽的水進入其中的另一換熱通道。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括用以供原料在其中發(fā)生反應的反應器，具有供反應生成的反應混合物排出的排氣口 ；供反應混合物與發(fā)電工質彼此熱交換的第二換熱器，具有與所述排氣口連通的用以接收反應混合物的換熱介質入口、及將從反應混合物吸熱后的發(fā)電工質排出的發(fā)電工質出口 ；利用吸熱后的發(fā)電工質發(fā)電的透平機，具有與發(fā)電工質出口連通的用以接收吸熱后的發(fā)電工質的進口、及供發(fā)電產生的乏汽排出的乏汽出口，所述乏汽出口與所述冷凝器的乏汽入口連通。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括將反應混合物中氣體分離出來的分離裝置，連接在所述第二換熱器與所述膨脹降壓裝置之間。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括燃氣輪機，所述燃氣輪機具有燃氣入口，所述冷凝器具有供與所述乏汽交換熱量后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述燃氣入口連通。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括燃氣輪機，所述燃氣輪機具有燃氣入口，所述第一換熱器具有供與該第一換熱器中所述另一換熱通道中的冷卻水換熱后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述燃氣入口連通。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括加壓泵，具有泵入口和泵出口，其中，所述第二換熱器具有供發(fā)電工質流入的入口，該入口與所述加壓泵的泵出口連通，其中，所述冷凝器具有將乏汽冷凝后生成的飽和水排出的出口，該出口與所述加壓泵的泵入口連通。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括利用被吸收冷量后的膨脹降壓后氣體生產能源產品的裝置，具有供被吸收冷量后的所述膨脹降壓后氣體進入的入口，其中，所述冷凝器具有供與所述乏汽交換熱量后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述生產能源產品的裝置的所述入口連通。
優(yōu)選地，本發(fā)明裝置還包括利用被吸收冷量后的膨脹降壓后氣體生產能源產品的裝置，具有供被吸收冷量后的所述膨脹降壓后氣體進入的入口，其中，所述第一換熱器具有供與該第一換熱器中的所述另一換熱通道中的冷卻水換熱后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述生產能源產品的裝置的所述入口連通。
本發(fā)明中，所采用的換熱器可以是任何合適的用于間接換熱的換熱器，例如列管式換熱器、翅片式換熱器等，這些換熱器的類型和具體構造是本領域技術人員公知的，冷凝器本質也是換熱器，這里不再贅述。所采用的膨脹裝置包括降壓毛細管、降壓閥、膨脹機等， 以上使氣體膨脹降壓的方法和裝置都是本領域技術人員公知的，在此不再贅述。
本發(fā)明的方法和裝置具有以下有益效果使從透平機中排出的乏汽直接或間接地與經過膨脹降壓的氣體進行熱交換，利用膨脹降壓后可產生較環(huán)境溫度08-32°C)更低的冷卻介質(例如-25 20°C的經過膨脹降壓的氣體)，將乏汽降溫、冷凝，既充分利用了發(fā)電工質的壓力能進行發(fā)電；提高了透平發(fā)電設備的發(fā)電效率，生產更多的清潔電力，也可充分利用煤氣化等能源生產工藝所產生的適合待膨脹降壓做功的氣體的壓力能，該能量也可用于發(fā)電，從而提高整個工藝系統(tǒng)的能量利用效率。
更詳細地，本發(fā)明由于對來自超/亞臨界氣化反應或氧化反應后生成的反應混合物中的氣體進行膨脹降壓，膨脹降壓后的氣體溫度可以降低至環(huán)境溫度以下(例如0°c )， 然后利用膨脹降壓后的氣體對乏汽進行冷凝，因此利用氣體經過膨脹降壓后可產生較環(huán)境溫度更低的冷卻介質(例如-25 20°C的經過膨脹降壓的氣體)，取代通常的Rankine循環(huán)驅動的蒸汽輪機透平發(fā)電時冷卻蒸汽的冷卻水(一般用32°C水作為冷卻介質)，就可對更低溫度的乏汽(例如5 10°C)進行降溫、冷凝，乏汽的溫度就可設置的更低(例如低于通常的環(huán)境溫度，如室溫18 27°C )，就可提高透平發(fā)電設備的發(fā)電效率。相比于現有技術而言，本發(fā)明采用經過膨脹降壓產生的較環(huán)境溫度更低的冷卻介質(例如-25 20°C的經過膨脹降壓的氣體，優(yōu)選為0 20°C )來直接替代或部分替代通常的環(huán)境溫度的冷卻水對乏汽進行降溫、冷凝，或間接利用經過膨脹降壓的氣體的冷量(例如，通過對環(huán)境溫度的冷卻水進行冷卻，再用該冷卻水對乏汽進行降溫、冷凝)，就可將乏汽的溫度設置的更低，不僅可提高透平發(fā)電設備的發(fā)電效率，而且，還可以利用超/亞臨界氣化反應或氧化反應生產生的氣體的膨脹降壓過程做功進行發(fā)電，進一步增加了發(fā)電量，提高了整個工藝系統(tǒng)能量利用效率。
進一步利用了上述的經膨脹降壓后的氣體冷卻乏汽，相比于現有技術中僅利用冷卻水冷卻乏汽而言，本發(fā)明相應地就可以降低冷卻水的用量消耗，從而節(jié)省冷卻水。
再者，從超/亞臨界氣化反應或氧化反應時生成的反應混合物中分離出的氣體， 由于進行了膨脹降壓處理，在經過與乏汽的換熱，溫度和壓力比較溫和，因此便于后續(xù)的處理，例如便于進行分離處理以生產能源產品或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。


圖1為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例1、4、5、6的示意性流程圖2為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例2-3的示意性流程圖3為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例7的示意性流程圖4為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例8的示意性流程圖5為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例9的示意性流程圖6為本發(fā)明發(fā)電方法的實施例10的示意性流程圖7是Rankine循環(huán)的溫熵圖(T_S圖)。8具體實施方式
本發(fā)明提供一種發(fā)電方法，其包括對發(fā)電時產生的乏汽進行冷凝的步驟使乏汽直接或間接地與經過膨脹降壓的氣體進行熱交換，換而言之，在該步驟中，乏汽在冷凝器中吸收經過膨脹降壓的氣體所含的冷量以被降溫、冷凝。優(yōu)選地，冷凝器以被所述的經過膨脹降壓的氣體冷卻后的水作為冷卻介質；或者冷凝器直接以所述的經過膨脹降壓的氣體作為冷卻介質；或者冷凝器包括第一部分和第二部分，第一部分的冷卻介質為水，第二部分的冷卻介質為所述的經過膨脹降壓的氣體。
進一步，本發(fā)明的發(fā)電方法還包括以下產生要進行膨脹降壓氣體的步驟將原料送入反應器中進行超/亞臨界氣化反應或氧化反應生成反應混合物；其中，所述的經過膨脹降壓的氣體，是對從反應混合物中分離出來的氣體進行膨脹降壓后獲得的。為了進行發(fā)電，將前述的反應混合物導入第二換熱器中與發(fā)電工質進行熱交換；然后將吸收反應混合物所含熱量的發(fā)電工質導入透平機中發(fā)電。其中膨脹降壓后的氣體在釋放其冷量后還可以被用來生產能源產品。
以下參見附圖，對本發(fā)明的發(fā)電方法進行詳細描述。
[實施例1]
參見圖1，以發(fā)電工質為水，煙煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經過粉碎研磨制成粒度小于150微米的煤粉，與催化劑Na2CO3 (用量為煤粉質量的10% )和水制備成煤粉干基濃度為40%的水煤漿。水煤漿經加壓，預熱達到23MPa，550°C進入反應器中(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣(此實施例中氣化劑為氧氣)。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至650°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體?；旌蠚怏w的主要成分為甲烷，一氧化碳， 二氧化碳，氫氣等。來自氣化爐的經超臨界氣化反應后的的高溫反應混合物(即，出氣化爐的反應后混合物)產物包括混合氣體，超臨界水以及反應后殘渣。該產物與來自加壓泵的 23MI^水在第二換熱器中換熱，產生溫度為400°C且絕對壓力為15MPa的高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入透平機(此實施例中為蒸汽透平機)膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 00087MPa，溫度為5°C，乏汽進入冷凝器冷凝成水。換熱后的從反應混合物中分離出來的混合氣體進入凈化單元，將混合氣體與水，渣分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓，壓力降低為5. 68MPa,溫度降至0°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，乏汽在冷凝器中與冷卻介質進行熱交換以被冷凝成液態(tài)水，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離單元或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為36. 30%。來自冷凝器的水經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的經氣化反應后的的高溫反應混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。
[實施例2]
也參照圖2，以水為發(fā)電工質，以煙煤的超臨界水氣化為例。煙煤經過濕式研磨機研磨制成濃度為50%水煤漿，然后經泵加壓送至氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐) 中。同時向氣化爐中通入氧氣或空氣作為氣化劑，氣化爐的操作溫度約為750°C，操作壓力為27. OMPa0煤與上述氣化劑在高溫下發(fā)生反應，生成富含一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷的煤氣。出氣化爐的反應后混合物包括煤氣以及焦油以及未反應完全的氣化劑等。使該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，并使加壓水變成溫度為400°C 且絕對壓力為15MPa的高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平機膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0025MPa，溫度為21. 08 °C，乏汽進入冷凝器冷凝成液態(tài)水。換熱后的反應后混合物進入分離裝置，將煤氣與水，渣分離，分離后的煤氣經過膨脹降壓后壓力降低為5. OOMPa，溫度降至-2. 82°C，然后在第一換熱器中用其將溫度為32°C的冷卻水冷卻至18°C，之后該煤氣可進入后續(xù)分離過程或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電，而經膨脹降壓后的煤氣冷卻后的冷卻水則用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成水。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 53%。來自冷凝器的水經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例3]參見圖2，以水為發(fā)電工質、以褐煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經濕式磨機制備成粒度小于150微米的水煤漿，水煤漿濃度為35%，水煤漿中含催化劑K2CO3 (用量為煤粉質量的3% )。水煤漿經加壓，預熱達到35MPa，450°C進入氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至570°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體?；旌蠚怏w的主要成分為甲烷，一氧化碳，二氧化碳，氫氣等。出氣化爐產物包括混合氣體，超臨界水以及反應后殘渣。該產物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，產生高溫高壓蒸汽，進入蒸汽透平膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0024MPa，溫度為20. 34°C，乏汽進入冷凝器冷凝成液體水。換熱后的混合氣體進入凈化單元，將混合氣體與水，渣分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低為4. 76MPa，溫度降至-4. 73°C， 然后在第一換熱器中用其將溫度為的冷卻水冷卻至16°C，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離過程或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電，而經膨脹降壓后的混合氣體冷卻后的冷卻水則用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成水。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為 35.65%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水)經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例4]參見圖1，以水為發(fā)電工質，以高濃度廢水的完全氧化反應為例。將濃度為7%高濃度廢水進行初步過濾。將廢水加壓后輸送至氣化爐，同時向氣化爐中通入氧氣和蒸汽作為氣化劑，氣化爐的操作溫度約為450°C，操作壓力為15MPa。廢水中的含碳物質與上述氣化劑在高溫下發(fā)生反應，生成二氧化碳和水。出氣化爐的反應后混合物包括氣體產物、固體殘渣以及未反應完全的氣化劑等。使該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在換熱器中換熱，并使加壓水變成高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平機膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0032MPa，溫度為25. 16 °C，乏汽進入冷凝器冷凝成液態(tài)水。換熱后的反應后混合物進入分離裝置，將產物與水，渣分離，分離后的氣體經過膨脹降壓后壓力降低為6. llMPa，溫度降至2. 5°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成水， 之后該煤氣可進入后續(xù)分離處理過程。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 33%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水)經泵加壓后返回到換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例5]
參見圖1，以水為發(fā)電工質，以污泥的超臨界水氧化為例。將污泥原料凈化后，并與水一起配制成濃度為15%的漿料。同時向氣化爐中通入氧氣和蒸汽作為氣化劑，氣化爐的操作溫度約為480°C，操作壓力為24MPa。污泥中的含碳物質與上述氣化劑在高溫下發(fā)生反應，生成二氧化碳和水。出氣化爐的反應后混合物包括氣體產物、固體殘渣以及未反應完全的氣化劑等。使該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，并使加壓水變成高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平機膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0023MPa，溫度為19. 57°C，乏汽進入冷凝器冷凝成水。換熱后的反應后混合物進入分離裝置，將產物氣體與水，渣分離，分離后的氣體經過膨脹降壓壓力降低為 7. OOMPa，溫度降至5. 79°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成液態(tài)水，之后該氣體可進入后續(xù)分離處理過程。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 76%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水)經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例6]也參照圖1，以水為發(fā)電工質，以玉米秸稈的超臨界水氣化為例。玉米秸稈經過粉碎研磨制成煤粉后與水混合在一起制成濃度為20%的生物質漿，然后經泵加壓送至氣化爐 (此實施例中反應器為氣化爐)中。同時向氣化爐中通入氧氣或空氣作為氣化劑，氣化爐的操作溫度約為60(TC，操作壓力為40MPa。玉米秸稈與上述氣化劑在高溫下發(fā)生反應，生成富含一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷的氣體混合物。出氣化爐的反應后混合物包括氣體產物、焦油以及未反應完全的氣化劑等。使該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，并使加壓水變成高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平機膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0015MPa，溫度為13. 02°C，乏汽進入冷凝器冷凝成液態(tài)水。換熱后的反應后混合物進入分離裝置，將煤氣與水，渣分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低為2. 33MPa，溫度降至-24. 42°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成水，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離過程或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。 在這種情況下發(fā)電效率經過計算為36. 15%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水) 經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例7]參照圖3，以水為發(fā)電工質，以煙煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經過粉碎研磨制成粒度小于150微米的煤粉，與催化劑Na2CO3 (用量為煤粉質量的5% )和水制備成煤粉干基濃度為40%的水煤漿。水煤漿經加壓，預熱達到30MPa，550°C進入氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至680°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體?；旌蠚怏w的主要成分為甲烷，一氧化碳，二氧化碳，氫氣等。出氣化爐產物包括混合氣體，超臨界水以及反應后殘渣。該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，產生高溫高壓蒸汽，進入蒸汽透平膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在溫度為34. 16°C，絕對壓力為0. 0053Mpa，乏汽進入冷凝器冷凝成液態(tài)水。換熱后的混合氣體進入分離裝置，將混合氣體與水，渣分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低為 3. 67MPa，溫度降至-11. 57°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成水，與此同時，還以獨立的管路向該冷凝器中通入溫度為的常溫冷卻水，共同對乏汽進行冷卻，例如將冷凝器設為第一和第二部分，其中第一部分的冷卻介質為冷卻水而第二部分的冷卻介質為經膨脹降壓后的從反應后混合物中分離出來的氣體，先利用第一部分對乏汽進行第一次冷凝，然后利用第二部分對乏汽進行第二次冷凝。之后該混合氣體可進入后續(xù)分離過程或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 13%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水)經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例8]參照圖4，以水為發(fā)電工質，以煙煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經過粉碎研磨制成粒度小于150微米的煤粉，與催化劑Na2CO3 (用量為煤粉質量的2% )和水制備成煤粉干基濃度為45%的水煤漿。水煤漿經加壓，預熱達到^MPa，550°C進入氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至700°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體。混合氣體的主要成分為甲烷，一氧化碳，二氧化碳，氫氣等。出氣化爐產物包括混合氣體，超臨界水以及反應后殘渣。該反應后混合物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，產生高溫高壓蒸汽，進入蒸汽透平膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在溫度為21. 08°C，絕對壓力為0. 0025MPa，乏汽進入冷凝器冷凝成液態(tài)水。換熱后的混合氣體進入分離裝置，將混合氣體與水，渣分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低為2. 67MPa，溫度降至-20. 67°C，然后該混合氣體與常規(guī)冷卻水流股在第一換熱器中進行換熱，然后將離開該第一換熱器的混合氣體和產生的經膨脹降壓后的混合氣體冷卻后的冷卻水以各自獨立的管道分別通入冷凝器中用作冷卻介質，以共同將乏汽冷凝成水(此時冷凝器具有第一和第二部分，其中第一部分的冷卻介質是上述的經膨脹降壓后的混合氣體冷卻后的冷卻水，而第二部分的冷卻介質是離開該第一換熱器的混合氣體，先利用第一部分冷凝乏汽再利用第二部分繼續(xù)冷凝乏汽，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離過程或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 43%。來自冷凝器的水(由乏汽冷凝成的飽和水)經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例9]參照圖5，以水為發(fā)電工質，以煙煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經過粉碎研磨制成粒度小于150微米的煤粉，與催化劑Na2CO3(用量為煤粉質量的6% )和水制備成煤粉干基濃度為40%的水煤漿。水煤漿經加壓，預熱達到23MPa，550°C進入氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至650°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體以及漿狀殘?zhí)肌；旌蠚怏w的主要成分為甲烷，一氧化碳，二氧化碳， 氫氣等。出氣化爐的反應后混合物包括混合氣體以及漿狀殘?zhí)?。該產物與來自加壓泵的 23MI^水在第二換熱器中換熱，產生溫度為400°C且絕對壓力為15MPa的高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平機膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0022MPa，溫度為18. 77°C，乏汽進入冷凝器冷凝成水。換熱后的反應后混合物進入分離器進行氣/液固分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低至3. 33MPa，溫度降至-14. 31°C，然后用作上述冷凝器的冷卻介質，以將乏汽冷凝成液態(tài)水，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離單元或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。而漿狀殘?zhí)紕t被輸送到氧化反應器中。向該氧化反應器中通入過量氧氣，并依靠殘?zhí)寂c氧氣的氧化反應放出的熱量將該氧化反應器內的溫度和壓力均升至水的亞臨界狀態(tài)或超臨界狀態(tài)。氧化反應持續(xù)進行，反應后得到包含ω2和H2O的流體混合物以及灰渣，反應所產生的熱量用于預熱水煤漿或產生蒸汽。灰渣排出氧化反應器， 用作建筑材料。而所述包含(X)2和H2O的混合物則通過預熱水煤漿而得以冷卻，然后凈化除塵，膨脹降壓至約2°C左右，然后進行氣液分離，得到低溫液體水和氣體二氧化碳。然后將該低溫液體水也通入到所述冷凝器中，用于與所述膨脹降壓后的混合氣體一起來將乏汽冷卻成冷凝水。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為35. 88%。然后將來自該冷凝水經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例10]參照圖6，以水為發(fā)電工質，以煙煤與超臨界水發(fā)生的催化氣化為例。煤經過粉碎研磨制成粒度小于150微米的煤粉，與催化劑Na2CO3 (用量為煤粉質量的2% )和水制備成煤粉干基濃度為40%的水煤漿。水煤漿經加壓，預熱達到23MPa，550°C進入氣化爐(此實施例中反應器為氣化爐)，同時向氣化爐中通入氧氣。在氣化爐中部分水煤漿與加入的氧氣反應，將溫度提升至650°C。在超臨界狀態(tài)下，煤與水在催化劑的作用下發(fā)生反應，生成富含甲烷的混合氣體以及漿狀殘?zhí)?。混合氣體的主要成分為甲烷，一氧化碳，二氧化碳，氫氣等。出氣化爐的反應后混合物包括混合氣體以及漿狀殘?zhí)肌Ｔ摦a物與來自加壓泵的23MI^水在第二換熱器中換熱，產生溫度為400°C且絕對壓力為15MPa的高溫高壓蒸汽，該高溫高壓蒸汽進入蒸汽透平膨脹發(fā)電后變成乏汽，該乏汽可控制在壓力為0. 0019MPa，溫度為17. 05°C, 乏汽進入冷凝器冷凝成溫度為16.88°C的液態(tài)水。換熱后的反應后混合物進入分離器進行氣/液固分離，分離后的混合氣體經過膨脹降壓壓力降低為3. 67MPa，溫度降至-11. 57°C， 然后引入到某換熱器(該換熱器與用來生成所述蒸汽的換熱器不是一個換熱器)作為冷卻介質對冷卻水進行冷卻，之后該混合氣體可進入后續(xù)分離單元或進入后續(xù)的燃氣輪機燃燒發(fā)電。而漿狀殘?zhí)紕t被輸送到氧化反應器中。向該氧化反應器中通入過量氧氣，并依靠殘?zhí)寂c氧氣的氧化反應放出的熱量將該氧化反應器內的溫度和壓力均升至水的亞臨界狀態(tài)或超臨界狀態(tài)。氧化反應持續(xù)進行，反應后得到包含CO2和H2O的流體混合物以及灰渣，反應所產生的熱量用于預熱水煤漿或產生蒸汽?；以懦鲅趸磻鳎米鹘ㄖ牧?。而所述包含(X)2和H2O的混合物則通過預熱水煤漿而得以冷卻，然后凈化除塵，膨脹降壓至約2°C 左右，然后進行氣液分離，得到低溫液體水和氣體二氧化碳。然后將該低溫液體水也通入到所述某換熱器中，用于與所述膨脹降壓后的混合氣體一起來將對冷卻水進行冷卻。然后將經冷卻的冷卻水送入到冷凝器中以與乏汽進行換熱，并將乏汽冷卻成冷凝水。在這種情況下發(fā)電效率經過計算為36. 01%。然后該冷凝水經泵加壓后返回到第二換熱器中與來自氣化爐的高溫的反應后混合物進行換熱，以重新產生高溫高壓蒸汽。[實施例11]按照通常的不用膨脹降壓氣體，而用常溫水如32°C水冷卻乏汽，在使用水以及干蒸汽作為Rankine循環(huán)介質的情況下，進入蒸汽透平的干蒸汽的溫度為400°C，壓力為 15MPa，而出蒸汽透平的乏汽5的溫度為46°C，壓力為0. OlMpa，在這種情況下，發(fā)電效率經
13計算約為33. 42%。以上實施例中，發(fā)電效率=(T1Cri-T2Cv2)/Q原料X 100%，其中0_4是原料的熱值，即以上實施例中的煤，污泥或秸稈等；T1是發(fā)電介質的初態(tài)溫度，即發(fā)電介質進入蒸汽透平機之前的溫度；T2是發(fā)電介質的終態(tài)溫度，即乏汽溫度；Cvl是發(fā)電介質初態(tài)熱容，即發(fā)電介質進入蒸汽透平機之前的熱容；Cv2是是發(fā)電介質終態(tài)熱容，即乏汽熱容；本領域的技術人員利用公知技術采集和測量這些參數，根據上述公式，即可計算出相應的發(fā)電效率。顯然作為一種優(yōu)選方式，本發(fā)明方法還包括利用被吸收冷量后的經膨脹降壓后的氣體生產能源產品的步驟，例如生產甲烷或氫氣或一氧化碳。這適用于本發(fā)明的上述所有實施例。盡管以上所有實施例以水為發(fā)電工質，但本發(fā)明同樣適于發(fā)電工質為水、二氧化碳、異鏈烷烴中任一種的情形；另外，可以對實施例中加入反應器中的原料煤進行替換或者在煤的基礎上增加其它含碳有機質，例如除了上述實施例中所示的情形外，原料可以包括生物質、污泥、高濃度廢水等含碳有機質，原料也可以包括煤與生物質的混合物，所有這些物料以漿料的形式進入高溫高壓反應器，高溫高壓反應包括超/亞臨界氣化反應、超/亞臨界氧化反應以及超/亞臨界部分氧化氣化反應等反應類型，其中，超/亞臨界氧化反應的一般操作條件是反應的溫度范圍為350-750°C，反應的壓力范圍為15-40MPa。優(yōu)選地本發(fā)明中經過膨脹降壓的氣體(可以是混合氣體)的壓力范圍為0. l-7Mpa。另一方面本發(fā)明還提供一種氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置。參見圖1-4所示，盡管這些附圖示出的是流程圖，但是結合該流程圖有利于理解本發(fā)明的裝置具體實施方式
，因此在描述本發(fā)明裝置時參照圖1-4進行描述。具體地，本發(fā)明裝置包括膨脹降壓裝置，具有接收待膨脹降壓氣體的膨脹降壓入口、及排出經過膨脹降壓的氣體的膨脹降壓出口 ；以及冷凝器，具有供載有來自所述經過膨脹降壓的氣體的冷量的冷卻介質進入的第一換熱通道、及供發(fā)電產生的乏汽進入其中與所述冷卻介質熱交換的第二換熱通道。其中，所述經過膨脹降壓的氣體進入第一換熱通道作為冷卻介質，第一換熱通道中的冷卻介質與第二換熱通道中的乏汽逆流并通過各自換熱通道的器壁進行換熱?；蛘?，本發(fā)明裝置還包括第一換熱器，所述經過膨脹降壓的氣體進入第一換熱器中的一個換熱通道，并與第一換熱器的另一換熱通道中的冷卻水進行熱交換；通過這兩個通道的器壁，冷卻水與經過膨脹降壓的氣體進行換熱，換熱后的該冷卻水從所述的另一換熱通道排出到上述冷凝器的第一換熱通道中作為冷卻介質。。在一個實施例中，冷凝器包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分各自具有兩個彼此進行熱交換的換熱通道，其中第一部分中的兩個換熱通道為前述的第一和第二換熱通道，即第一換熱通道供經過膨脹降壓的氣體進入，第二換熱通道供發(fā)電產生的乏汽進入。第二部分的兩個換熱通道中，一個換熱通道供在第一部分放熱后的乏汽進入、另一個供冷卻乏汽的水進入，乏汽和水在各自通道中并通過通道的器壁彼此進行換熱，從而對乏汽進行進一步冷卻。需要指出，所述的載有膨脹降壓氣體冷量的冷卻介質是指兩種情況一是經過膨脹降壓的氣體本身，另一個是被所述的經過膨脹降壓的氣體冷卻后的液體(例如向膨脹降壓后氣體放熱后的水)。再進一步，本發(fā)明裝置還包括用以供原料在其中發(fā)生超/亞臨界氣化或氧化反應的反應器，該反應器具有排氣口，以供反應生成的反應混合物排出；供反應混合物與發(fā)電工質在其中彼此熱交換的第二換熱器，該第二換熱器具有換熱介質入口和發(fā)電工質出口， 換熱介質入口與反應器的排氣口連通以接收來自反應器的反應混合物，從反應混合物吸熱后的發(fā)電工質經發(fā)電工質出口排出；利用吸熱后的發(fā)電工質發(fā)電的透平機，該透平機具有與發(fā)電工質出口連通的用以接收吸熱后的發(fā)電工質(在發(fā)電工質為水的情形下，發(fā)電工質在換熱器中吸熱后變成蒸汽)的進口，該透平機還具有供發(fā)電產生的乏汽排出的乏汽出口，冷凝器的第二換熱通道與乏汽出口連通，以接收乏汽在其中進行冷凝。本發(fā)明氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置還包括將反應混合物中氣體分離出來的分離裝置。該分離裝置連接在前述的第二換熱器(即，前述的供反應混合物與發(fā)電工質在其中彼此熱交換的換熱器)與膨脹降壓裝置之間。該分離裝置將反應混合物中氣體分離出來后送入膨脹降壓裝置，同時該分離裝置排出水和渣。該分離裝置的上述功能也可以稱為凈化功能，用以凈化反應混合物。本發(fā)明氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置還包括燃氣輪機、以及利用被吸收冷量后的膨脹降壓后氣體生產能源產品的裝置，在冷凝器直接以來自膨脹降壓裝置生成的經過膨脹降壓的氣體作為冷卻介質的情形下，經過膨脹降壓的氣體在冷凝器中與乏汽交換熱量后被送入燃氣輪機的燃氣入口以供發(fā)電，或被送入生產能源產品的裝置中以生產例如甲烷或氫氣或一氧化碳或它們的任意組合等的能源產品。在冷凝器以來自前述第二換熱器排出的冷卻水為介質的情形下，來自膨脹降壓裝置的經過膨脹降壓的氣體在該第二換熱器中吸收熱量后被送入燃氣輪機的燃氣入口中以供燃氣輪機發(fā)電，或被送入生產能源產品的裝置中以生產例如甲烷或氫氣或一氧化碳或它們的任意組合等的能源產品。為了循環(huán)利用乏汽在冷凝器被冷卻產生的發(fā)電工質(例如飽和水)，本發(fā)明裝置還包括加壓泵，用以將被冷卻產生的發(fā)電工質(例如飽和水)加壓后作為發(fā)電工質送入前述的第二換熱器中。加壓泵具有泵入口和泵出口，該第二換熱器具有供發(fā)電工質流入的入口，該入口與泵出口連通，冷凝器具有將被冷卻產生的發(fā)電工質(例如飽和水)排出的出口，該出口與泵入口連通。綜上，本發(fā)明的方法和裝置利用氣體膨脹降壓可產生較環(huán)境溫度(例如室溫)更低的冷卻介質(例如-25 20°C的經過膨脹降壓的氣體)，取代傳統(tǒng)的室溫冷卻水用于乏汽降溫、冷凝，乏汽的溫度可設置到環(huán)境溫度以下，既可以提高透平發(fā)電設備的發(fā)電效率， 又可充分利用煤氣化等能源生產工藝所產生的適合待膨脹降壓做功的氣體的壓力能，該能量也可用于發(fā)電，從而提高整個工藝系統(tǒng)的能量利用效率，生產更多的清潔電力等能源產品。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種發(fā)電方法，包括對發(fā)電時產生的乏汽進行冷凝的步驟，其特征在于，在該步驟中，使所述乏汽直接或間接地與經過膨脹降壓的氣體進行熱交換。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器以被所述的經過膨脹降壓的氣體冷卻后的水作為冷卻介質，所述乏汽在所述冷凝器中與所述冷卻介質直接進行熱交換。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器直接以所述的經過膨脹降壓的氣體作為冷卻介質，所述乏汽在所述冷凝器中與所述冷卻介質直接進行熱交換。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱交換是在冷凝器中進行的，所述冷凝器包括第一部分和第二部分，所述第一部分的冷卻介質為水，所述第二部分的冷卻介質為所述的經過膨脹降壓的氣體，所述乏汽與所述第一和第二部分中的冷卻介質直接進行熱交換。
5.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，還包括將原料送入反應器中進行超/亞臨界氣化反應或氧化反應生成反應混合物；其中，所述的經過膨脹降壓的氣體，是對從反應混合物中分離出來的氣體進行膨脹降壓后獲得的。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括將所述反應混合物導入第二換熱器中與發(fā)電工質進行熱交換；將吸收所述反應混合物所含熱量的發(fā)電工質導入透平機中發(fā)電；以及利用所述的經過膨脹降壓的氣體生產能源產品，所述能源產品為甲烷或氫氣或一氧化碳或電或它們任意組合。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的經過膨脹降壓的氣體的溫度低于環(huán)境溫度，所述環(huán)境溫度是指。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述原料為煤、生物質、污泥或廢水，所述反應器中含有氣化劑或氧化劑，所述氣化劑或氧化劑為氧氣、蒸汽、富氧空氣、空氣中的至少一種。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電工質為水或二氧化碳或異鏈烷烴。
10.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述原料在所述反應器中發(fā)生超/亞臨界氣化反應或氧化反應時的溫度條件是350-750°C、壓力條件是15-40Mpa。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的經過膨脹降壓的氣體具有0.l-7MPa 的壓力。
12.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述反應混合物包含的氣體為原料超/亞臨界氣化反應產生的氣體或者原料氧化反應產生的氣體。
13.一種用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置，其特征在于，所述裝置包括膨脹降壓裝置，具有接收待膨脹降壓氣體的膨脹降壓入口、及排出經過膨脹降壓的氣體的膨脹降壓出口 ；以及冷凝器，具有供載有所述經過膨脹降壓的氣體的冷量的冷卻介質進入的第一換熱通道、及供發(fā)電產生的乏汽進入其中與所述第一換熱通道中冷卻介質熱交換的第二換熱通道。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述膨脹降壓出口與所述第一換熱通道連通，其中經過膨脹降壓的氣體進入所述第一換熱通道作為所述冷卻介質。
15.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括第一換熱器，所述經過膨脹降壓的氣體進入所述第一換熱器中的一個換熱通道，并與所述第一換熱器的另一換熱通道中的冷卻水進行熱交換，其中，與所述經過膨脹降壓的氣體換熱后的冷卻水，從所述的另一換熱通道排出到所述冷凝器的第一換熱通道中作為冷卻介質。
16.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述冷凝器包括第一部分和第二部分，所述第一和第二換熱通道設于所述第一部分中，所述第二部分具有供在所述第一部分放熱后的乏汽進入其中的一個換熱通道、以及供用以冷卻該一個換熱通道中乏汽的水進入其中的另一換熱通道。
17.如權利要求13-16中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括用以供原料在其中發(fā)生反應的反應器，具有供反應生成的反應混合物排出的排氣口 ；供反應混合物與發(fā)電工質彼此熱交換的第二換熱器，具有與所述排氣口連通的用以接收反應混合物的換熱介質入口、及將從反應混合物吸熱后的發(fā)電工質排出的發(fā)電工質出口 ；以及利用吸熱后的發(fā)電工質發(fā)電的透平機，具有與發(fā)電工質出口連通的用以接收吸熱后的發(fā)電工質的進口、及供發(fā)電產生的乏汽排出的乏汽出口，所述乏汽出口與所述冷凝器的乏汽入口連通。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，還包括將反應混合物中氣體分離出來的分離裝置，連接在所述第二換熱器與所述膨脹降壓裝置之間。
19.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，還包括燃氣輪機，所述燃氣輪機具有燃氣入口，所述冷凝器具有供與所述乏汽交換熱量后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述燃氣入口連通。
20.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括燃氣輪機，所述燃氣輪機具有燃氣入口，所述第一換熱器具有供與該第一換熱器中所述另一換熱通道中的冷卻水換熱后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述燃氣入口連通。
21.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，還包括加壓泵，具有泵入口和泵出口，其中，所述第二換熱器具有供發(fā)電工質流入的入口，該入口與所述加壓泵的泵出口連通，其中，所述冷凝器具有將乏汽冷凝后生成的飽和水排出的出口，該出口與所述加壓泵的泵入口連通。
22.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，還包括利用被吸收冷量后的膨脹降壓后氣體生產能源產品的裝置，具有供被吸收冷量后的所述膨脹降壓后氣體進入的入口，其中，所述冷凝器具有供與所述乏汽交換熱量后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述生產能源產品的裝置的所述入口連通。
23.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括利用被吸收冷量后的膨脹降壓后氣體生產能源產品的裝置，具有供被吸收冷量后的所述膨脹降壓后氣體進入的入口，其中，所述第一換熱器具有供與該第一換熱器中的所述另一換熱通道中的冷卻水換熱后的膨脹降壓氣體排出的出口，該出口與所述生產能源產品的裝置的所述入口連通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電方法，包括對發(fā)電時產生的乏汽進行冷凝的步驟，在該步驟中，使乏汽直接或間接地與經過膨脹降壓的氣體進行熱交換。本發(fā)明還提供一種用于氣化生產能源產品和熱發(fā)電的裝置，該裝置包括膨脹降壓裝置，具有接收待膨脹降壓氣體的膨脹降壓入口、及排出膨脹降壓后氣體的膨脹降壓出口；以及冷凝器，具有供載有來自膨脹降壓后氣體的冷量的冷卻介質進入的第一換熱通道、及供發(fā)電產生的乏汽進入其中與冷卻介質熱交換的第二換熱通道。本發(fā)明的方法和裝置利用膨脹降壓后氣體產生冷量，將乏汽的溫度降低到環(huán)境溫度以下，既充分利用了氣體的壓力能，又提升了透平發(fā)電設備的發(fā)電效率。
文檔編號F01K17/06GK102518489SQ20121000253
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者張玉寶, 李金來, 王青, 甘中學, 谷俊杰 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司