本公開的至少一種實施例涉及能源，尤其涉及一種燃煤發電系統及發電方法。
背景技術：
1、煤炭作為主體化石能源，在電力生產與工業供熱等領域仍占據重要地位，但其高碳排放特性對生態環境構成了嚴峻挑戰。目前，傳統燃煤發電系統普遍采用空氣作為助燃介質，由于空氣中氮氣含量高達約78%，導致燃燒后產生的煙氣中二氧化碳（co2）濃度被稀釋，通常僅為12%至15%。這種低濃度的co2煙氣使得后續的碳捕集過程面臨能耗較高的問題。
2、為提升煙氣中co2濃度，通過富氧燃燒技以高純度的氧氣（o2）和co2混合氣替代空氣參與燃燒，可使煙氣中的co2體積濃度富集至95%以上，從而通過簡單的冷凝脫水即可實現co2的高效富集。然而，富氧燃燒技術核心依賴于較高能耗的空氣分離制氧過程。常規深冷空分法制取氧氣，其單位能耗約為0.25?kwh/kg，從而顯著的附加能耗，同樣導致系統發電效率出現大幅下降。
3、此外，在能量轉化環節，傳統燃煤鍋爐存在能質不匹配問題。鍋爐水冷壁內工質水的蒸發與過熱過程溫度通常低于500℃，而煤粉燃燒釋放的火焰溫度可達1200℃以上。兩者間巨大的溫度差導致了燃料化學能在轉化為熱能過程中的嚴重不可逆損失，進一步降低了能量轉化的整體效率。因此，亟需開發一種能夠兼顧高效能量轉化與低成本碳捕集的燃煤發電方法。
技術實現思路
1、有鑒于此，為至少部分地解決上述提及的、以及其它方面的至少一種技術問題，本公開的實施例提供一種燃煤發電系統及發電方法。
2、在本公開的一方面，提供一種燃煤發電系統，燃煤發電系統包括：燃燒單元、顯熱回收單元和氮氣置換單元，其中，燃燒單元，包括燃燒室，燃燒室被構造成包含氧氣和二氧化碳的混合氣與煤粉進行燃燒，生成第一溫度煙氣并釋放第一熱能；
3、顯熱回收單元，包括空氣預熱器和對流換熱面，其中，空氣預熱器利用貧氧空氣的余熱將壓縮后的空氣預熱，生成預熱空氣；
4、對流換熱面利用第一熱能加熱第二溫度煙氣，生成第三溫度煙氣，其中，第二溫度煙氣包括二氧化碳和水蒸氣；
5、氮氣置換單元，包括容納有還原態氧載體的固定床氧化反應器器和容納有氧化態氧載體的固定床釋氧反應器，其中，固定床氧化反應器通過氧化反應吸收預熱空氣中的氧氣，以將還原態氧載體再生成氧化態氧載體，同時生成貧氧空氣；
6、固定床釋氧反應器利用第一熱能驅動還原反應，釋放出的氧氣與第五三溫度煙氣混合，生成混合氣，其中煙氣為二氧化碳。
7、在本公開的另一方面，提供一種利用上述燃煤發電系統的發電方法，包括：
8、將煤粉與氧氣和二氧化碳混合氣在燃燒室中進行富氧燃燒，生成第一溫度煙氣并釋放第一熱能；
9、在空氣預熱器中，利用貧氧空氣的余熱將壓縮后的空氣預熱，生成預熱空氣；
10、通過對流換熱面，利用第一熱能加熱第二溫度煙氣，生成第五溫度煙氣；
11、在固定床氧化反應器中，通過氧化反應，使預熱空氣中的氧氣被吸收，生成貧氧空氣；
12、在固定床釋氧反應器中利用第一熱能驅動還原反應，釋放氧氣至第三溫度煙氣中，生成氧氣和二氧化碳混合氣。
13、根據本公開的實施例提供的燃煤發電系統，利用氧載體構建化學回熱循環，在固定床釋氧反應器中，燃燒產生的煙氣顯熱驅動氧化態氧載體還原，釋放出的氧氣與循環的二氧化碳混合，生成用于富氧燃燒的氧氣和二氧化碳的混合氣；在固定床氧化反應器中，還原態氧載體從預熱空氣中捕獲氧氣，完成氧載體的再生，以實現較低能耗的制氧與氮氣置換。該系統通過氧氣和二氧化碳的混合氣的富氧燃燒直接產生高濃度co2煙氣（濃度95%以上），使得后續僅需通過冷凝干燥即可高效捕集二氧化碳，大幅簡化了碳捕集流程并降低了能耗。此外，顯熱回收單元通過充分回收煙氣和貧氧空氣的余熱用于加熱發電工質，提升了系統整體熱效率，同時，氧載體反應器使得較高品位燃燒熱能可以用于化學回熱反應，有效降低了能量轉化過程中的不可逆損失。通過燃燒單元、氮氣置換單元和顯熱回收單元的協同作用，使系統在保證碳捕集率的同時，實現了系統凈發電效率的近零懲罰。
1.一種燃煤發電系統，其特征在于，所述燃煤發電系統包括：燃燒單元、顯熱回收單元和氮氣置換單元，其中，
2.根據權利要求1所述的燃煤發電系統，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的燃煤發電系統，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的燃煤發電系統，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的燃煤發電系統，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的燃煤發電系統，其特征在于，還包括：
7.根據權利要求1所述的燃煤發電系統，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求7所述的燃煤發電系統，其特征在于，還包括：
9.一種利用如權利要求1~9中任意一項所述的燃煤發電系統的發電方法，其特征在于，所述發電方法包括：
10.根據權利要求9所述的發電方法，其特征在于，還包括：