一种煤基高效高碳捕集率的半闭式-闭式耦合超临界二氧化碳发电系统

1.一种煤基高效高碳捕集率的半闭式-闭式耦合超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，包括煤气化系统、再压缩-再热结构闭式sco2循环系统、半闭式sco2循环系统以及空分系统，其中，

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤气化系统包括干燥装置和设置在所述干燥装置下游的气化炉，原煤在所述干燥装置中经氮气干燥后与co2、o2、水蒸气同时被送入所述气化炉中气化产生粗合成气。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述煤气化系统还包括上下游依次设置的旋风分离器、第四分流器、洗涤塔、第一换热器，所述粗合成气被激冷后依次通入所述再压缩-再热结构闭式sco2循环系统和所述半闭式sco2循环系统放热降温，之后进入所述旋风分离器除去固体杂质形成循环合成气，所述循环合成气经所述第四分流器分流后一部分用于激冷所述气化炉出口的粗合成气，一部分流经所述洗涤塔后进入所述第一换热器用于加热氮气，之后进入所述半闭式sco2循环系统放热，最后经冷却脱硫后形成净合成气。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述煤气化系统还包括第二混合器、第二冷却器和设置在所述第二冷却器下游的脱硫单元，所述气化炉出口的粗合成气与所述第四分流器出口的一路循环合成气在所述第二混合器中混合以降低所述粗合成气的温度，进入所述半闭式sco2循环系统放热后的循环合成气依次流经所述第二冷却器冷却和所述脱硫单元脱硫后形成净合成气。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述再压缩-再热结构闭式sco2循环系统包括第三透平、第三换热器、第四换热器、第二透平、第二换热器，co2在所述第三透平中做功后作为热源依次进入所述第三换热器和所述第四换热器后后分为两路，一路经冷却压缩后作为冷源进入所述第四换热器升温，一路经压缩后与所述第四换热器冷侧出口的co2混合后作为冷源进入所述第三换热器升温，随后作为冷源进入所述第二换热器进一步升温后驱动所述第二透平做功，之后再次进入所述第二换热器升温后驱动第三透平做功完成循环，所述第二换热器的热源为激冷后的所述粗合成气。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述再压缩-再热结构闭式sco2循环系统还包括第五分流器、第三冷却器、第三压缩机、第四压缩机和第三混合器，所述第五分流器的入口端连接所述第四换热器的热侧出口端，所述第三冷却器和所述第三压缩机上下游依次设置在所述第五分流器一个出口支路上，所述第三压缩机的出口端连接所述第四换热器的冷侧入口端，所述第四压缩机和所述第三混合器上下游依次设置在所述第五分流器另一个出口支路上，所述第三混合器的出口端连接所述第三换热器的冷侧入口端，所述第四换热器冷侧出口端的co2与所述第四压缩机出口端的co2在所述第三混合器中混合后进入所述第三换热器的冷侧升温。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半闭式sco2循环系统包括所述燃烧室、所述回热器、第一透平和第一压缩机，所述净合成气经所述第一压缩机压缩后进入所述回热器升温而后进入所述燃烧室燃烧，燃烧产物进入所述第一透平做功。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述半闭式sco2循环系统还包括上下游依次设置在所述第一透平下游的第一冷却器、水分离器、第一分流器、第一压缩冷却机组，所述第一透平的乏气进入所述回热器降温后流经所述第一冷却器和所述水分离器后得到较纯净的co2，而后经所述第一分流器分流，一部分进入碳捕集装置，一部分进入所述煤气化系统，一部分经所述第一压缩冷却机组压缩冷却后进入所述回热器升温。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述半闭式sco2循环系统还包括第二分流器、上下游依次设置在所述第二分流器一个出口支路上的第一混合器和第二压缩机、上下游依次设置在所述第二分流器另一出口支路上的第二泵和第三分流器，氧气和所述第二分流器出口的一部分co2在所述第一混合器中混合后作为氧化剂流进入所述第二压缩机，经压缩后进入所述回热器升温，而后进入燃烧室，所述第二分流器出口的另一部分co2在经所述第二泵压缩后进入所述第三分流器分为两路，一路进入所述回热器升温后进入所述燃烧室，另一路进入所述回热器升温后进入所述第一透平以冷却所述第一透平的叶片。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空分系统用于分离得到氮气和氧气，氮气经加热后用于干燥原煤，氧气一部分经冷却压缩后进入气化炉，另一部分与co2混合后进入所述燃烧室参与燃烧。