1.一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:包括空分裝置(1),空分裝置(1)的入口通入空氣,空分裝置(1)的氧氣出口接氣化爐(2)的氧氣入口,空分裝置(1)的氮氣出口接氮氣分離器(3);氣化爐(2)的煤入口加入煤,氣化爐(2)的蒸汽入口接余熱鍋爐(4)的蒸汽出口,氣化爐(2)的合成氣出口連接高溫換熱器(5)的高溫氣體入口;氮氣分離器(3)的一個出口接高溫換熱器(5)的低溫氣體入口,另一個出口接氮氣回收裝置(6);高溫換熱器(5)的高溫氣體出口接除塵裝置(7)的入口,高溫換熱器(5)的低溫氣體出口接燃燒室(13);除塵裝置(7)的出口接水汽變換裝置(8)的入口;水汽變換裝置(8)的蒸汽入口接余熱鍋爐(4)的蒸汽出口,水汽變換裝置(8)的氣體出口接脫硫脫碳裝置(9)的氣體入口;脫硫脫碳裝置(9)的H2S出口接硫回收裝置(11),脫硫脫碳裝置(9)的CO2氣體出口接壓縮液化裝置(10),脫硫脫碳裝置(9)的富氫氣體出口接燃燒加濕器(12);硫回收裝置(11)的出口產出硫;燃料加濕器(12)的蒸汽入口接余熱鍋爐(4)的蒸汽出口,燃料加濕器(12)的富氫氣體出口接燃燒室(13);燃燒室(13)的空氣入口接壓氣機(14)的高壓空氣出口,燃燒室(13)的燃氣出口接燃氣透平(15)的燃氣入口;壓氣機(14)的入口通入空氣;燃氣透平(15)的出口接余熱鍋爐(4)的高溫氣體入口,燃氣透平(15)與第一發(fā)電機(16)相連接,第一發(fā)電機(16)輸出電能;余熱鍋爐(4)的蒸汽出口連接蒸汽輪機(17)的蒸汽入口,余熱鍋爐(4)的給水入口連接蒸汽輪機(17)的給水出口,余熱鍋爐(4)的水入口中通入水;蒸汽輪機(17)與第二發(fā)電機(18)相連接,第二發(fā)電機(18)產出電能;壓縮液化裝置(10)的液態(tài)CO2出口連接液態(tài)CO2運輸裝置(19)液態(tài)CO2入口,壓縮液化裝置(10)產生的液態(tài)CO2輸入到液態(tài)CO2運輸裝置(19)中,可用于驅油和地質封存;液態(tài)CO2運輸裝置(19)的出口連接CO2驅替石油裝置(20)、CO2驅替煤層氣裝置(21)以及CO2地質封存裝置(22);CO2驅替石油裝置(20)產出石油,CO2驅替煤層氣裝置(21)產出煤層氣。
2.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述除塵裝置(7)采用袋式除塵器或電除塵器或陶瓷過濾器,脫除合成氣中的顆粒物,使得礦塵含量小于100mg/Nm3。
3.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述水汽變換裝置(8),采用耐硫水汽變換工藝,通過水汽變換反應CO+H2O=H2+CO2將合成氣中的CO變換為H2,使得出口氣體中CO比例低于0.5%,其中蒸汽來自于余熱鍋爐(4)。
4.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述脫硫脫碳裝置(9)采用低溫甲醇洗法或MDEA法,制得富氫氣體,富氫氣體中H2S、COS含量小于1ppm。
5.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述壓縮液化裝置(10),能夠將氣態(tài)的CO2轉化為液態(tài)的CO2,CO2的濃度高于99%。
6.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述燃料加濕器(12),采用蒸汽混合法,將富氫氣體與余熱鍋爐(4)所產生的部分蒸汽進行混合,提高H2燃料其中H2O的含量,使得H2O的摩爾含量>5%。
7.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述壓氣機(14)、燃氣透平(15)以及第一發(fā)電機(16),安裝到同一根軸上,燃氣透平(15)在高壓高溫燃氣的沖擊下轉動帶動壓氣機(14和第一發(fā)電機(16)轉動,壓縮機(14)使得空氣的壓力由常壓增大至4Mpa以上,第一發(fā)電機(16)則產生交流電能。
8.根據權利要求1所述的一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統,其特征在于:所述蒸汽輪機(17)和第二發(fā)電機(18),安裝到同一根軸上,余熱鍋爐(4)產生的高溫高壓蒸汽沖擊蒸汽輪機(17)轉動,蒸汽輪機(17)帶動第二發(fā)電機(18)轉動產生電能。
9.權利要求1所述一種基于IGCC的近零排放燃煤發(fā)電系統的工作方法,其特征在于:煤、蒸汽和氧氣通入氣化爐(2)產生合成氣,合成氣的溫度為1000℃,組分為CO≈60%,H2≈30%,CO2≈7%,其余組分為N2、H2S、COS、CH4雜質氣;合成氣首先經過高溫換熱器(5)換熱,溫度降低至200℃以下,然后通入除塵裝置(7),使得顆粒物成分低于50mg/Nm3;再通入到水汽變換裝置(8)中,使得合成氣中CO<0.5%,H2>60%;接著通入到脫硫脫碳裝置(9),使得H2S和COS濃度低于1ppm,捕獲的H2S通過硫回收裝置(11)回收其中的硫;同時在脫硫脫碳裝置(9)中脫除合成氣中的CO2,使得CO2的純度大于90%,然后通入到壓縮液化裝置(10)中,通過壓縮和液化獲得液態(tài)的CO2,可用于驅油和封存;脫硫脫碳裝置(9)產生的富氫氣體中H2含量大于90%,富氫氣體經過燃料加濕器(12),使得氣體中H2O摩爾含量>5%,然后通入到燃燒室(13)中;空分裝置(1)產生的氮氣經過氮氣分離器(3),將70%的氮氣通入到氮氣回收裝置(6)中,其余30%通入到高溫換熱器(5)中升溫至500℃,接著通入到燃燒室(13)中;壓氣機(14)在燃氣透平(15)的帶動下轉動,將常壓的空氣升壓到5MPa,然后通入到燃燒室(13)中;在燃燒室(13)中,富氫氣體與高溫氮氣混合然后與高壓空氣進行燃燒,產生高溫燃氣,接著通入到燃氣透平(15)中,推動燃氣透平(15)轉動,并帶動第一發(fā)電機(16)轉動產生電能;燃氣透平(15)排出700℃的尾氣通入到余熱鍋爐(4)中,回收其中的熱量,并使得尾氣的溫度低于200℃;余熱鍋爐(4)產生高溫高壓的蒸汽溫度為600℃,壓力為1.0MPa,用于氣化爐(2)、水汽變換裝置(8)、燃料加濕器(12)以及蒸汽輪機(17)中;在蒸汽輪機(17)中,高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機(17)轉動,并帶動第二發(fā)電機(18)轉動產生電能;經過蒸汽輪機(17)后冷凝水又補給余熱鍋爐(4)中;壓縮液化裝置(10)產生的液態(tài)CO2輸入到液態(tài)CO2運輸裝置(19)中;液態(tài)CO2運輸裝置(19)將液態(tài)CO2運輸到油田、煤層氣田以及廢氣油井處;通過CO2驅替石油裝置(20)將CO2注入到油田中,使得石油采收率提高10%;通過CO2驅替煤層氣裝置(21)將CO2注入到煤層氣田中,使得煤層氣采收率提高10%;通過CO2地質封存裝置(22)將CO2注入到廢棄的油井中,將CO2進行永久性封存。