高鋁煤igcc發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電領(lǐng)域、石墨烯合金制造領(lǐng)域，尤其涉及高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外煤電普遍存在熱能利用率低和電解招、電石、多晶硅行業(yè)高能耗、高污染的問(wèn)題，尤其:一是浪費(fèi)大量的二氧化碳資源，增加溫室效應(yīng)。二是大量的粉煤灰到處亂放，形成二次污染。
[0003]IGCC (Integrated Gasificat1n Combined Cycle)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。它由兩大部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電部分。
[0004]現(xiàn)行IGCC發(fā)電技術(shù)，在煤氣化時(shí)，用的是水蒸汽一一煤氣化技術(shù)，主要缺點(diǎn):一是消耗水量較大，在很多缺水地區(qū)較難推廣。二是采用空氣燃燒，煙氣中含有約78— 90%的氮?dú)?，捕集二氧化碳成本高，較難產(chǎn)業(yè)化綜合利用。
[0005]石墨稀(Graphene)的命名來(lái)自英文的graphite (石墨)+_e石墨稀ne (稀類結(jié)尾)。石墨烯是世上最薄也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/(m.Κ)，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子迀移率超過(guò)15000cm2/(V *s)，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6Ω._，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因?yàn)樗碾娮杪蕵O低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來(lái)發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來(lái)制造透明觸控屏幕、光板、超級(jí)太陽(yáng)能電池、超輕飛機(jī)。
[0006]但是，現(xiàn)行石墨烯制造成本昂貴，是限制石墨烯產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用發(fā)展的主要原因?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置，有效利用二氧化碳機(jī)高鋁粉煤灰資源，減少環(huán)境污染，結(jié)合IGCC發(fā)電技術(shù)與石墨烯合金合成技術(shù)，降低石墨烯合金制造成本，利于二氧化碳產(chǎn)業(yè)化綜合利用。
[0008]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置，包括:高鋁煤催化器、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、二氧化循環(huán)利用裝置、空心電極密閉升降催化裝置、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心；所述高鋁煤催化器與IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與二氧化碳循環(huán)利用裝置、空心電極密閉升降催化裝置連接，二氧化碳循環(huán)利用裝置與高鋁煤催化器、空心電極密閉升降催化裝置連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0009]作為優(yōu)選，所述空心電極密閉升降催化裝置包括:滾筒篩貯罐、智能計(jì)量送料器、料斗、空心電極密閉升降催化爐、冷卻鍋、顎式破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、過(guò)濾篩、石墨烯合金合成裝置；IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與滾筒篩貯罐連接，滾筒篩貯罐與智能計(jì)量送料器連接，智能計(jì)量送料器與料斗連接，料斗與空心電極密閉升降催化爐連接，空心電極密閉升降催化爐與冷卻鍋、二氧化碳循環(huán)利用裝置連接，冷卻鍋與顎式破碎機(jī)連接，顎式破碎機(jī)與斗式提升機(jī)連接，斗式提升機(jī)通過(guò)過(guò)濾篩將鋁合金送石墨烯合金合成裝置；IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的高鋁粉煤灰送滾筒篩貯罐儲(chǔ)存，智能計(jì)量送料器將滾筒篩貯罐中的高鋁粉煤灰經(jīng)料斗送入空心電極密閉升降催化爐進(jìn)行還原催化反應(yīng)，產(chǎn)生CO送空心電極密閉升降催化爐燃燒，產(chǎn)生CO2送二氧化碳循環(huán)利用裝置，產(chǎn)生的單質(zhì)金屬經(jīng)冷卻鍋、顎式破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、過(guò)濾篩送石墨烯合金合成裝置。
[0010]作為優(yōu)選，高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置還包括有雙輥破碎機(jī)，高鋁焦炭或無(wú)煙煤焦經(jīng)雙輥破碎機(jī)粉碎送滾筒篩貯罐儲(chǔ)存。
[0011]作為優(yōu)選，所述空心電極密閉升降催化爐包括:空心電極、升降套、旋轉(zhuǎn)升降柱、燃燒室、防爆裝置、CO收集罐；所述升降套形成的封閉空間內(nèi)安裝有空心電極，燃燒室提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)升降柱上下移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)升降柱帶動(dòng)升降套移動(dòng)，封閉空間設(shè)有排氣口，排氣口與CO收集罐連接，CO收集罐與燃燒室連接，燃燒室與二氧化碳循環(huán)利用裝置連接，防爆裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控空心電極密閉升降催化爐的反應(yīng)情況并將監(jiān)控參數(shù)送遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心。
[0012]作為優(yōu)選，所述空心電極密閉升降催化爐的感應(yīng)變頻范圍為低頻(O —150赫茲)或中頻(150—10000赫茲)。
[0013]作為優(yōu)選，所述空心電極形狀為:空心長(zhǎng)方型或空心啞鈴型或圓空心型或多圓空心型。
[0014]作為優(yōu)選，所述空心電極排列方式為:圓型爐3空心電極排列或圓型爐5空心電極排列或圓型爐9空心電極排列或長(zhǎng)圓型爐13空心電極排列或長(zhǎng)方型18空心電極排列。
[0015]作為優(yōu)選，二氧化循環(huán)利用裝置包括0)2捕集器、0)2分離器，CO2捕集器捕集0)2送CO2分離器分離。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:一是IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電，進(jìn)行純氧或富氧燃燒，節(jié)煤25%，熱能利用率提高15%，捕集二氧化碳，碳減排100%，節(jié)水80% ;二是高鋁粉煤灰100%綜合利用，低成本生產(chǎn)高附加值的石墨烯合金、鋁合金、單晶硅產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型工藝原理示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型空心電極密閉升降催化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖5是空心電極形狀示意圖；
[0022]圖6是空心電極排列方式示意圖；
[0023]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例2裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例2的工藝原理示意圖；
[0025]附圖標(biāo)注說(shuō)明:圖2:1、高鋁煤催化器；2、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)；3、高鋁粉煤灰；4、滾筒篩貯罐；5、智能計(jì)量送料器；6、料斗；7、空心電極；8、斗式提升機(jī)；9、過(guò)濾篩；
10、石墨烯輔料；11、石墨烯合金合成裝置；12、鋁合金；13、冷卻鍋；14、顎式破碎機(jī)；15、CO2捕集器；16、C0收集罐；17、空心電極密閉升降催化爐；18、燃燒室；19、遠(yuǎn)程防爆控制中心；
[0026]圖5:A、空心長(zhǎng)方型；B、空心啞鈴型；C、圓空心型；D、多圓空心型；
[0027]圖6:E、圓型爐3空心電極；F、圓型爐5空心電極；G、圓型爐9空心電極；H、長(zhǎng)圓型爐13空心電極；1、長(zhǎng)方型18空心電極；
[0028]圖7:1、高鋁煤催化器；2、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)；3、高鋁粉煤灰；4、滾筒篩貯罐；5、智能計(jì)量送料器；6、料斗；7、空心電極；8、斗式提升機(jī)；9、過(guò)濾篩；10、石墨稀輔料；11、石墨烯合金合成裝置；12、鋁合金；13、冷卻鍋；14、顎式破碎機(jī)；15、C02捕集器；16、C0收集罐；17、空心電極密閉升降催化爐；18、燃燒室；19、遠(yuǎn)程防爆控制中心；20、高鋁焦炭；21、雙輥破碎機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0030]實(shí)施例1:如圖1所不，尚招煤IGCC發(fā)電石墨稀合金聯(lián)廣裝置，包括:尚招煤催化器、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、二氧化循環(huán)利用裝置、空心電極密閉升降催化裝置、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心；所述高鋁煤催化器與IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與二氧化碳循環(huán)利用裝置、空心電極密閉升降催化裝置連接，二氧化碳循環(huán)利用裝置與高鋁煤催化器、空心電極密閉升降催化裝置連接，遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中，二氧化循環(huán)利用裝置包括0)2捕集器、CO 2分離器，CO 2捕集器捕集CO 2送CO 2分離器分離。
[0031]基于圖1所示的裝置，在實(shí)際應(yīng)用中，如圖2所示，高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)裝置包括:高鋁煤催化器、IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、0)2捕集器、CO2分離器、滾筒篩貯罐、智能計(jì)量送料器、料斗、空心電極密閉升降催化爐、冷卻鍋、顎式破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、過(guò)濾篩、石墨烯合金合成裝置、遠(yuǎn)程防爆監(jiān)控中心；所述高鋁煤催化器與IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與CO2捕集器連接，CO 2捕集器與CO 2分離器、高鋁煤催化器連接，0)2分離器與IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、空心電極密閉升降催化爐連接，IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與滾筒篩貯罐連接，滾筒篩貯罐與智能計(jì)量送料器連接，智能計(jì)量送料器與料斗連接，料斗與空心電極密閉升降催化爐連接，空心電極密閉升降催化爐與冷卻鍋、0)2捕集器連接，冷卻鍋與顎式破碎機(jī)連接，顎式破碎機(jī)與斗式提升機(jī)連接，斗式提升機(jī)通過(guò)過(guò)濾篩將鋁合金送石墨烯合金合成裝置；高鋁煤催化器內(nèi)CO2與高鋁煤發(fā)生催化反應(yīng)產(chǎn)生CO送IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生0)2與高鋁粉煤灰，CO 2送CO 2捕集器，高鋁粉煤灰送滾筒篩貯罐儲(chǔ)存，智能計(jì)量送料器將滾筒篩貯罐中的高鋁粉煤灰經(jīng)料斗送入空心電極密閉升降催化爐進(jìn)行還原催化反應(yīng)，產(chǎn)生CO送空心電極密閉升降催化爐燃燒，產(chǎn)生0)2送CO 2捕集器，產(chǎn)生的單質(zhì)金屬經(jīng)冷卻鍋、顎式破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、過(guò)濾篩送石墨烯合金合成裝置。
[0032]尚招煤催化器中催化的尚招煤不僅僅只有尚招煤，還可以包括尚招煤肝石、尚招煤泥。
[0033]如圖3所示，高鋁煤IGCC發(fā)電石墨烯合金聯(lián)產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0034]I)打開(kāi)各系統(tǒng)、裝置開(kāi)關(guān)，遠(yuǎn)程防爆在線監(jiān)控各系統(tǒng)工況情況；
[0035]2)將CO2送入高鋁煤催化器催化，產(chǎn)生CO，一部分CO送IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行純氧或富氧燃燒發(fā)電，一部分CO送高溫?zé)煔釩O收集儲(chǔ)罐；
[0036]尚招煤催化器完成主反應(yīng):
[0037]C+C02——2C0 (I)
[0038]優(yōu)選高鋁煤矸石、高鋁煤泥、高鋁煤催化器反應(yīng)的溫度為1000— 1600°C ;
[0039]IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)純氧或富氧燃燒完成主反應(yīng):
[0040]2C0+02——2C02 (2)
[0041]優(yōu)選IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)純氧或富氧燃燒的溫度為1300— 1800°C ;
[0042]3)將IGCC碳氧循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)燃燒產(chǎn)生的CO2捕集:一