[发明专利]利用固体燃料燃烧和碳捕获发电的系统和方法

权利要求书

1.一种发电系统，该发电系统包括：

第一发电循环，该第一发电循环是开环或半闭环循环，所述第一发电循环包括：

燃烧器，该燃烧器被构造为在存在再循环CO₂流的情况下燃烧固体燃料与氧化剂，并且输出燃烧器排气流；

至少一个发电构件，该至少一个发电构件被构造为接收所述燃烧器排气流的至少一部分、发电、以及输出涡轮机排气流；以及

一个或多个元件，该一个或多个元件被构造为将所述燃烧器排气流的至少一部分再循环回到所述燃烧器；和

第二发电循环，该第二发电循环是使用CO₂作为工作流体的闭环循环，所述第二发电循环包括：

至少一个发电构件，该至少一个发电构件被构造为接收所述CO₂工作流体并发电；

其中，所述发电系统包括至少一个加热构件，该至少一个加热构件被构造为从所述第二发电循环接收所述CO₂工作流体，并且从所述第一发电循环生成的流向所述CO₂工作流体传递热量。

2.根据权利要求1所述的发电系统，其中，所述第一发电循环包括过滤单元，该过滤单元被构造为去除在所述燃烧器排气流中存在的任意固体的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述过滤单元包括旋风过滤器和烛式过滤器中的一种或两种。

4.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述过滤单元被构造为输出至少包含燃料灰分的固体流和至少包含CO₂的燃烧烟道气流。

5.根据权利要求4所述的发电系统，其中，所述第一发电循环的所述至少一个发电构件被构造为接收来自所述过滤单元的所述燃烧烟道气流。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的发电系统，其中，所述第一发电循环包括第一热交换器，该第一热交换器被构造为从所述涡轮机排气流收回热量。

7.根据权利要求6所述的发电系统，还包括水分离器，该水分离器被构造为接收离开所述第一热交换器的所述涡轮机排气流并输出水流和CO₂流。

8.根据权利要求7所述的发电系统，还包括被构造为对所述CO₂流加压的压缩机和泵中的一种或两种。

9.根据权利要求8所述的发电系统，其中，所述第一热交换器包括被构造为接收所述涡轮机排气流的热输入、被构造为输出所述涡轮机排气流的冷输出、被构造为接收所述CO₂流的冷输入以及被构造为输出所述CO₂流以便再循环回所述燃烧器的热输出。

10.根据权利要求4所述的发电系统，其中，被构造为从所述第二发电循环接收所述CO₂工作流体并从所述第一发电循环生成的流向所述CO₂工作流体传递热量的所述至少一个加热构件是固体冷却器，该固体冷却器被构造为从所述过滤单元接收所述固体流。

11.根据权利要求10所述的发电系统，还包括再循环线路，该再循环线路被构造为将固体从所述固体冷却器再循环到所述第一发电循环的所述燃烧器。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的发电系统，其中，所述燃烧器包括被构造为使所述固体燃料与所述氧化剂燃烧的火焰区和被构造为接收硫洗涤组分的下游洗涤区。

13.根据权利要求1至11中任意一项所述的发电系统，其中，所述燃烧器包括固体燃料入口、氧化剂入口以及硫洗涤组分入口。

14.根据权利要求13所述的发电系统，其中，所述燃烧器还包括再循环CO₂入口和再循环固体入口中的一种或两种。