[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN116036829A - 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法 - Google Patents

一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116036829A
CN116036829A CN202310035030.5A CN202310035030A CN116036829A CN 116036829 A CN116036829 A CN 116036829A CN 202310035030 A CN202310035030 A CN 202310035030A CN 116036829 A CN116036829 A CN 116036829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon dioxide
hydrogen
inlet
hydrogen production
peak shaving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310035030.5A
Other languages
English (en)
Inventor
陆续
韩伟
杨晓
姚明宇
梁舒婷
付康丽
宋晓辉
姬海民
杨成龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN202310035030.5A priority Critical patent/CN116036829A/zh
Publication of CN116036829A publication Critical patent/CN116036829A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/76—Gas phase processes, e.g. by using aerosols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/12—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon dioxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/152—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/081—Supplying products to non-electrochemical reactors that are combined with the electrochemical cell, e.g. Sabatier reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/202—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开的一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法，属于氢还原二氧化碳制甲醇/甲烷技术领域。SCR脱硝反应器设在火力发电系统的锅炉的尾部烟道内，并依次通过除尘装置和脱硫塔与二氧化碳液压装置连接，二氧化碳液压装置与二氧化碳解析装置连接，二氧化碳解析装置与混气装置的二氧化碳入口连接；电解水制氢装置通过调峰弃电供电，电解水制氢装置的氧气出口与设在锅炉燃烧区的燃烧器连接，电解水制氢装置的氢气出口与混气装置的氢气入口连接；混气装置的混合气体出口与氢还原二氧化碳反应器连接。本发明利用了废弃电能并减少了传统能源的碳排放，同时将产生的氢气就地制成产品，降低储存和运输风险，并产生可观的经济效益。

Description

一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法
技术领域
本发明属于氢还原二氧化碳制甲醇/甲烷技术领域，具体涉及一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法。
背景技术
电解水制氢技术主要有碱性水电解、质子交换膜水电解和固体氧化物水电解。目前，电解水制氢技术已经较为成熟，其生产成本较低，单台产气量较大，已得到大规模商业化应用，是未来最有发展潜力的绿色氢能供应方式。但是，氢气在储存和运输方面尚存在技术瓶颈，限制了氢能产业链的发展。
另外，各能源电力行业相继提出相应的碳减排计划，燃煤电厂是二氧化碳的重要排放源，每燃烧1t煤，约产生2.5t二氧化碳，以一台300MW机组为例，每年可产生120万吨CO2，减碳任务严峻。现有燃煤电厂二氧化碳捕集提纯技术主要采用化学吸收法，吸收剂常用有机胺，但是该技术存在吸收剂再生能耗高、成本高的问题，应用前景较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法，利用了废弃电能并减少了传统能源的碳排放，同时将产生的氢气就地制成产品，降低储存和运输风险。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，包括二氧化碳液压装置、二氧化碳解析装置、电解水制氢装置、混气装置、氢还原二氧化碳反应器、SCR脱硝反应器、除尘装置和脱硫塔；
SCR脱硝反应器设在火力发电系统的锅炉的尾部烟道内，SCR脱硝反应器与除尘装置连接，除尘装置与脱硫塔连接，脱硫塔与二氧化碳液压装置的入口连接，二氧化碳液压装置连接有常温除盐水进水管和压缩脱碳烟气排气管，二氧化碳液压装置的混合液出口与二氧化碳解析装置的入口连接；二氧化碳解析装置的气态二氧化碳出口与混气装置的二氧化碳入口连接；二氧化碳解析装置的脱碳混合液出口与电解水制氢装置的电解液入口连接；电解水制氢装置通过调峰弃电供电，电解水制氢装置的氧气出口与设在锅炉燃烧区的燃烧器连接，电解水制氢装置的氢气出口与混气装置的氢气入口连接；混气装置的混合气体出口与氢还原二氧化碳反应器连接。
优选地，调峰弃电来自可再生能源发电系统或火力发电系统的发电机。
进一步优选地，电解水制氢装置连接有变压器，变压器分别与发电机和逆变器连接，逆变器连接有整流器，整流器与可再生能源发电系统连接。
优选地，二氧化碳解析装置与混气装置的二氧化碳入口之间的连接管道上设有二氧化碳储存装置；电解水制氢装置的氢气出口与混气装置的氢气入口之间的连接管道上设有氢气储存装置。
进一步优选地，二氧化碳储存装置和氢气储存装置上均分别设有安全阀、气压计和温度计。
优选地，电解水制氢装置为质子交换膜电解槽、碱性电解槽或固体氧化物电解槽。
优选地，混气装置的二氧化碳入口和氢气入口均设有干燥装置。
优选地，混气装置的内腔包括第一渐扩段、第二渐扩段、混合段、水平段和第三渐扩段；第一渐扩段与二氧化碳入口连接，第二渐扩段与氢气入口连接，第一渐扩段与第二渐扩段的末端均连接至混合段，混合段与水平段连接，水平段与第三渐扩段连接，第三渐扩段与混合气体出口连接。
进一步优选地，水平段中阵列设置有若干扰动柱。
本发明公开的上述利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统的工作方法，包括：
当火电发电系统参与深度调峰且调峰深度低于发电机组自身最低负荷时，将火力发电系统多发电量送至电解水制氢装置；或当可再生能源产生弃电时，将弃电送入电解水制氢装置；电解水制氢装置利用弃电电解水制氢，产生的O2通过锅炉燃烧区的燃烧器送入锅炉中与煤粉进行富氧燃烧，提高烟气中二氧化碳的浓度；利用烟气液压装置，将经SCR脱硝反应器、除尘装置和脱硫塔脱硝-除尘-脱硫处理后的尾部烟气压缩至10MPa以上，使烟气中的二氧化碳被除盐水溶解再液化，液压后的液态二氧化碳、除盐水和碳水化合物的混合物经二氧化碳解析装置泄压、升温，使二氧化碳从混合液中分离出来再送入混气装置，与电解水制氢装置产生的氢气混合后，送入氢还原二氧化碳反应器合成甲醇/甲烷。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，利用可再生能源弃电/燃煤电厂调峰弃电电解水制氢，制取的氧气送入燃煤锅炉与煤粉进行富氧燃烧，提高烟气中二氧化碳的浓度，携带高浓度二氧化碳的烟气经过烟气液压装置压缩成液态二氧化碳-碳水化合物混合物，再经二氧化碳解析装置泄压、升温，将液相中的二氧化碳解析出来，从而实现烟气二氧化碳捕集的目的。捕集到的二氧化碳进入氢还原二氧化碳反应器，能够在催化剂的作用下，被电解水制氢装置产生的氢气还原成甲烷送入热力管网或者还原成甲醇送入化工厂制造乙烯等化工产品。新能源的波动性和不稳定性以及能源结构与需求在地域和时间的不均衡性，导致部分地区弃风弃光现象严重。本发明通过以上过程实现了可再生能源弃电/燃煤电厂调峰弃电的回收利用，提高了燃煤机组的灵活性，并实现火电机组高效清洁燃烧。此外，捕集到的二氧化碳与氢气能够合成甲烷/甲醇等工业品，可通过管道或罐车运输，解决氢能储存和运输的技术瓶颈，实现了二氧化碳的有效利用。与此同时，二氧化碳液压过程中的水泵用电、电解水制氢用电均可利用价格低廉的可再生能源弃电/燃煤电厂调峰弃电；二氧化碳液压过程采用电厂广泛存在的常温除盐水，且除碳后可直接送至电解水制氢系统中作为电解水制氢的电解液，实现二次利用，降低了制取甲烷/甲醇等工业品的成本，经济效益可观。
进一步地，混气装置前分别设有二氧化碳储存装置和氢气储存装置，能够控制系统的反应进程。
更进一步地，二氧化碳储存装置和氢气储存装置上均分别设有安全阀、气压计和温度计，能够对二氧化碳储存装置和氢气储存装置进行监控，保障系统的安全性和稳定性。
进一步地，混气装置的二氧化碳入口和氢气入口均设有干燥装置，能够除去二氧化碳和氢气携带的水汽。
进一步地，混气装置的结构能够使二氧化碳入口和氢气进行充分的混合。
更进一步地，水平段中阵列设置有若干扰动柱，能够提高二氧化碳入口和氢气在后续第三渐扩段中的混合程度。
本发明公开的上述利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统的工作方法，自动化程度高，合理利用了能源，降低了运营成本，同时产出了经济产物，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为混气装置的结构示意图。
图中：1-锅炉；2-高温受热面；3-汽轮机；4-发电机；5-二氧化碳液压装置；6-燃烧器；7-二氧化碳解析装置；8-电解水制氢装置；9-混气装置，9-1-二氧化碳入口，9-2-氢气入口，9-3-混合气体出口，9-4-第一渐扩段，9-5-第二渐扩段，9-6-混合段，9-7-水平段，9-8-第三渐扩段；10-氢还原二氧化碳反应器；11-风力发电系统；12-光伏发电系统；13-SCR脱硝反应器；14-除尘装置；15-脱硫塔；16-水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，为本发明的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，包括
包括二氧化碳液压装置5、二氧化碳解析装置7、电解水制氢装置8、混气装置9、氢还原二氧化碳反应器10、SCR脱硝反应器13、除尘装置14和脱硫塔15；
SCR脱硝反应器13设在火力发电系统的锅炉1的尾部烟道内，SCR脱硝反应器13与除尘装置14连接，除尘装置14与脱硫塔15连接，脱硫塔15与二氧化碳液压装置5的入口连接，二氧化碳液压装置5的顶部连接有常温除盐水进水管和压缩脱碳烟气排气管，常温除盐水进水管上设有水泵16；二氧化碳液压装置5底部设置有包含有液态二氧化碳、除盐水和碳水化合物的混合液出口与二氧化碳解析装置7下部的入口连接；二氧化碳解析装置7顶部的气态二氧化碳出口与混气装置9的二氧化碳入口9-1连接；二氧化碳解析装置7底部的脱碳混合液出口与电解水制氢装置8底部的电解液入口连接；电解水制氢装置8通过调峰弃电供电，电解水制氢装置8的氧气出口与设在锅炉1燃烧区的燃烧器6连接，电解水制氢装置8的氢气出口与混气装置9的氢气入口9-2连接；混气装置9的混合气体出口9-3与氢还原二氧化碳反应器10连接。
在本发明的一个较优的实施例中，二氧化碳液压装置5采用电厂的常温除盐水对烟气进行压缩，根据烟气量大小设置压缩级数及压缩罐体积，压缩罐采用316L不锈钢等耐腐蚀材料。
在本发明的一个较优的实施例中，调峰弃电来自可再生能源发电系统或火力发电系统的发电机4。优选地，电解水制氢装置8连接有变压器，变压器分别与发电机4和逆变器连接，逆变器连接有整流器，整流器与可再生能源发电系统连接。
在本发明的一个较优的实施例中，二氧化碳解析装置7与混气装置9的二氧化碳入口9-1之间的连接管道上设有二氧化碳储存装置；电解水制氢装置8的氢气出口与混气装置9的氢气入口9-2之间的连接管道上设有氢气储存装置。优选地，二氧化碳储存装置和氢气储存装置上均分别设有安全阀、气压计和温度计。
在本发明的一个较优的实施例中，电解水制氢装置8为质子交换膜电解槽、碱性电解槽或固体氧化物电解槽。
在本发明的一个较优的实施例中，混气装置9的二氧化碳入口9-1和氢气入口9-2均设有干燥装置。
如图2，在本发明的一个较优的实施例中，混气装置9的内腔包括第一渐扩段9-4、第二渐扩段9-5、混合段9-6、水平段9-7和第三渐扩段9-8；第一渐扩段9-4与二氧化碳入口9-1连接，第二渐扩段9-5与氢气入口9-2连接，第一渐扩段9-4与第二渐扩段9-5的末端均连接至混合段9-6，混合段9-6与水平段9-7连接，水平段9-7与第三渐扩段9-8连接，第三渐扩段9-8与混合气体出口9-3连接。优选地，水平段9-7中阵列设置有若干扰动柱。
上述利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统的工作方法，包括：
当火电发电系统参与深度调峰且调峰深度低于发电机组自身最低负荷时，将火力发电系统多发电量送至电解水制氢装置8；或当可再生能源产生弃电时，将弃电送入电解水制氢装置8；电解水制氢装置8利用弃电电解水制氢，产生的O2通过锅炉1燃烧区的燃烧器6送入锅炉1中与煤粉进行富氧燃烧，提高烟气中二氧化碳的浓度，高温受热面2产生的水蒸汽进入汽轮机3做功，带动发电机4发电，所发电量可以用于电解水制取氢气和氧气，也可以用于上网发电；锅炉尾部烟气经SCR脱硝反应器13、除尘装置14和脱硫塔15的脱硝-除尘-脱硫后，送入烟气液压装置5，利用电厂广泛存在的常温除盐水对先烟气依次进行降温(温度降至31.1℃以下)和等温压缩，压缩至10MPa以上，最终压缩成液态二氧化碳，未被压缩的O2、N2等气体排放至大气中。液相的液态二氧化碳-碳水混合物经二氧化碳解析装置7泄压、加热，使二氧化碳气化释放出来，从而实现烟气中二氧化碳的捕集提纯的目的。捕集提纯后的二氧化碳再利用锅炉1尾部二氧化碳液压装置5将烟气中的二氧化碳回收，经二氧化碳解析装置7提纯后送入混气装置9，与电解水制氢装置8产生的氢气混合后，送入氢还原二氧化碳反应器10，在Ni基催化剂作用下合成甲烷，或在Cu催化剂、贵金属催化剂等作用下合成甲醇，合成的甲烷/甲醇通过管道/罐车输送给用户。
氢还原二氧化碳制甲醇是采用Cu催化剂、贵金属催化剂以及其他主族金属催化剂等，其反应式为：CO2+3H2→CH3OH+H2O；氢还原二氧化碳制甲烷主要通过气固多相催化反应来完成，可通过Ni基催化剂在相对较低温度和压力下实现95％以上的CO2转化率和接近100％的甲烷选择性。其反应式为：CO2+4H2→CH4+2H2O。
以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，包括二氧化碳液压装置(5)、二氧化碳解析装置(7)、电解水制氢装置(8)、混气装置(9)、氢还原二氧化碳反应器(10)、SCR脱硝反应器(13)、除尘装置(14)和脱硫塔(15)；
SCR脱硝反应器(13)设在火力发电系统的锅炉(1)的尾部烟道内，SCR脱硝反应器(13)与除尘装置(14)连接，除尘装置(14)与脱硫塔(15)连接，脱硫塔(15)与二氧化碳液压装置(5)的入口连接，二氧化碳液压装置(5)连接有常温除盐水进水管和压缩脱碳烟气排气管，二氧化碳液压装置(5)的混合液出口与二氧化碳解析装置(7)的入口连接；二氧化碳解析装置(7)的气态二氧化碳出口与混气装置(9)的二氧化碳入口(9-1)连接；二氧化碳解析装置(7)的脱碳混合液出口与电解水制氢装置(8)的电解液入口连接；电解水制氢装置(8)通过调峰弃电供电，电解水制氢装置(8)的氧气出口与设在锅炉(1)燃烧区的燃烧器(6)连接，电解水制氢装置(8)的氢气出口与混气装置(9)的氢气入口(9-2)连接；混气装置(9)的混合气体出口(9-3)与氢还原二氧化碳反应器(10)连接。
2.根据权利要求1所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，调峰弃电来自可再生能源发电系统或火力发电系统的发电机(4)。
3.根据权利要求2所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，电解水制氢装置(8)连接有变压器，变压器分别与发电机(4)和逆变器连接，逆变器连接有整流器，整流器与可再生能源发电系统连接。
4.根据权利要求1所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，二氧化碳解析装置(7)与混气装置(9)的二氧化碳入口(9-1)之间的连接管道上设有二氧化碳储存装置；电解水制氢装置(8)的氢气出口与混气装置(9)的氢气入口(9-2)之间的连接管道上设有氢气储存装置。
5.根据权利要求4所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，二氧化碳储存装置和氢气储存装置上均分别设有安全阀、气压计和温度计。
6.根据权利要求1所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，电解水制氢装置(8)为质子交换膜电解槽、碱性电解槽或固体氧化物电解槽。
7.根据权利要求1所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，混气装置(9)的二氧化碳入口(9-1)和氢气入口(9-2)均设有干燥装置。
8.根据权利要求1所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，混气装置(9)的内腔包括第一渐扩段(9-4)、第二渐扩段(9-5)、混合段(9-6)、水平段(9-7)和第三渐扩段(9-8)；第一渐扩段(9-4)与二氧化碳入口(9-1)连接，第二渐扩段(9-5)与氢气入口(9-2)连接，第一渐扩段(9-4)与第二渐扩段(9-5)的末端均连接至混合段(9-6)，混合段(9-6)与水平段(9-7)连接，水平段(9-7)与第三渐扩段(9-8)连接，第三渐扩段(9-8)与混合气体出口(9-3)连接。
9.根据权利要求8所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统，其特征在于，水平段(9-7)中阵列设置有若干扰动柱。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统的工作方法，其特征在于，包括：
当火电发电系统参与深度调峰且调峰深度低于发电机组自身最低负荷时，将火力发电系统多发电量送至电解水制氢装置(8)；或当可再生能源产生弃电时，将弃电送入电解水制氢装置(8)；电解水制氢装置(8)利用弃电电解水制氢，产生的O2通过锅炉(1)燃烧区的燃烧器(6)送入锅炉(1)中与煤粉进行富氧燃烧，提高烟气中二氧化碳的浓度；利用烟气液压装置(5)，将经SCR脱硝反应器(13)、除尘装置(14)和脱硫塔(15)脱硝-除尘-脱硫处理后的尾部烟气压缩至10MPa以上，使烟气中的二氧化碳被除盐水溶解再液化，液压后的液态二氧化碳、除盐水和碳水化合物的混合物经二氧化碳解析装置(7)泄压、升温，使二氧化碳从混合液中分离出来再送入混气装置(9)，与电解水制氢装置(8)产生的氢气混合后，送入氢还原二氧化碳反应器(10)合成甲醇/甲烷。
CN202310035030.5A 2023-01-10 2023-01-10 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法 Pending CN116036829A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310035030.5A CN116036829A (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310035030.5A CN116036829A (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116036829A true CN116036829A (zh) 2023-05-02

Family

ID=86125113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310035030.5A Pending CN116036829A (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116036829A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813224A (zh) * 2010-05-25 2010-08-25 西安建筑科技大学 低阻力方形渐扩变径构件
CN106492609A (zh) * 2016-10-31 2017-03-15 清华大学 一种基于湿壁塔实现吸收与再生联合的实验装置及再生塔
CN207667476U (zh) * 2017-12-14 2018-07-31 上海琼泽生物科技有限公司 一种文丘里混合加速器
CN208448905U (zh) * 2017-08-16 2019-02-01 山东天境环保科技有限公司 适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统
CN110779032A (zh) * 2019-12-04 2020-02-11 西安交通大学 一种利用文丘里预混空气和乙炔的脉冲吹灰器
CN111302896A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 明阳智慧能源集团股份公司 一种火电厂可再生能源合成甲醇系统
CN212680887U (zh) * 2020-07-21 2021-03-12 上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司 一种增强型二氧化碳气水混合器
CN112879887A (zh) * 2021-03-31 2021-06-01 西安热工研究院有限公司 一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法
CN113280322A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 清华大学 一种废电制氢结合循环流化床锅炉燃烧的工艺及系统
CN113983484A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种燃煤机组耦合可再生能源制备氢基衍生燃料的循环系统及方法
CN114262902A (zh) * 2022-01-21 2022-04-01 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司 燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813224A (zh) * 2010-05-25 2010-08-25 西安建筑科技大学 低阻力方形渐扩变径构件
CN106492609A (zh) * 2016-10-31 2017-03-15 清华大学 一种基于湿壁塔实现吸收与再生联合的实验装置及再生塔
CN208448905U (zh) * 2017-08-16 2019-02-01 山东天境环保科技有限公司 适于烟气污染控制的节能微排的低碳治霾系统
CN207667476U (zh) * 2017-12-14 2018-07-31 上海琼泽生物科技有限公司 一种文丘里混合加速器
CN110779032A (zh) * 2019-12-04 2020-02-11 西安交通大学 一种利用文丘里预混空气和乙炔的脉冲吹灰器
CN111302896A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 明阳智慧能源集团股份公司 一种火电厂可再生能源合成甲醇系统
CN212680887U (zh) * 2020-07-21 2021-03-12 上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司 一种增强型二氧化碳气水混合器
CN112879887A (zh) * 2021-03-31 2021-06-01 西安热工研究院有限公司 一种适用于深度调峰的锅炉低负荷稳燃脱硝系统及方法
CN113280322A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 清华大学 一种废电制氢结合循环流化床锅炉燃烧的工艺及系统
CN113983484A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种燃煤机组耦合可再生能源制备氢基衍生燃料的循环系统及方法
CN114262902A (zh) * 2022-01-21 2022-04-01 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司 燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113350989A (zh) 燃煤发电耦合可再生能源发电二氧化碳捕集方法及系统
EP3648298B1 (en) Fuel preparation reaction system, peak regulation system for power generation plant and power generation plant
CN102660340B (zh) 利用过剩电能将烟气中的二氧化碳转化成天然气的工艺及设备
CN214496146U (zh) 新能源电解制氢与碳捕捉联合制甲醇系统
CN111547678B (zh) 沼气全组分热催化制备甲醇的方法及系统
CN111302896A (zh) 一种火电厂可再生能源合成甲醇系统
CN114262902A (zh) 燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统及方法
CN112725034A (zh) 一种耦合生物质气化的可再生能源电转气系统
CN112811983B (zh) 一种利用锅炉含硫烟气制甲醇的系统和方法
CN111140359A (zh) 太阳能驱动煤气化甲醇合成与零排放发电联产系统
CN102464544A (zh) 利用多孔镍催化剂水热还原co2或co为甲烷的方法
CN113401867A (zh) 一种利用高温气冷堆的硫碘循环制氢系统与方法
CN216712257U (zh) 燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统
CN116036829A (zh) 一种利用调峰弃电制氢还原二氧化碳的系统及其工作方法
CN217362587U (zh) 一种新能源驱动的富碳可再生燃烧循环系统
CN113753896B (zh) 一种利用电能联合逆变换反应实现零碳排放的合成气制备方法
CN212357095U (zh) 一种火电厂可再生能源合成甲醇系统
CN116283490A (zh) 一种垃圾发电与光伏发电制气耦合实现co2回收并生产甲醇的方法和装置
CN115350574A (zh) 气体热功能量回收及碳捕获综合利用方法和装置
CN114522518A (zh) 一种含碳循环利用的燃气电厂低成本减碳排放系统及方法
CN218325037U (zh) 一种基于soec共电解的igcc发电系统
CN220224044U (zh) 一种耦合富氧燃烧的基于绿电的醇氨合成一体化系统
CN219621111U (zh) 一种垃圾发电与光伏发电制气耦合实现co2回收并生产甲醇的装置
CN217362588U (zh) 一种新能源驱动的醇-煤可再生燃烧循环系统
CN219441225U (zh) 一种利用绿氢制氨实现烟气脱硝的系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination