一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于化工行业的多联产设计领域，涉及一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置和方法。该装置首先将煤转化为粗合成气，然后粗合成气被分为两部分，一部分粗合成气进入变换单元转化为富氢合成气，其中一部分富氢合成气进入燃料电池阳极，另一部分富氢合成气与未转化粗合成气混合进入甲醇合成单元。甲醇合成单元中未反应的合成气随后被送入燃气轮机中进行发电，燃气轮机排出的废气进入燃料电池的阴极提供氧气，同时将其中的二氧化碳富集到阳极进行捕集。最后，建立了三级蒸汽动力循环系统回收变换单元、甲醇合成单元和燃料电池单元等过程的余热，为了提高余热回收效率，采用了一种动态夹点模型来优化余热回收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置和方法
本专利技术属于化工行业的多联产设计领域，涉及一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置和方法。
技术介绍
煤制甲醇、煤制天然气等技术是十分重要的煤炭清洁生产技术。单一煤基工艺往往存在产能过剩问题，化学品-电力多联产工艺可以实现产品的多样化和高附加值，而甲醇作为重要的有机溶剂和生产各种有机化工产品的必要原料，开发煤制甲醇-电力联产工艺能有效提高工艺的经济性。此外，该工艺过程是能源密集型和碳排放量大的化工生产过程，因此减少碳排放和提高余热利用效率显得尤为重要。文献(Designconceptforcoal-basedpolygenerationprocessesofchemicalsandpowerwiththelowestenergyconsumptionforCO2capture.EnergyConversManag2018；157:186-194.)报道了一种减少低温甲醇洗单元能耗的煤制甲醇-电力联产工艺装置。文献(Introducing,evaluationandexer本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置，其特征在于，所述的耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置包括空分单元、气化单元、水煤气变换单元、低温甲醇洗单元、甲醇合成单元、甲醇精馏单元、燃气轮机单元、三级蒸汽动力循环系统和熔融盐燃料电池单元；/n所述的气化单元包括汽化炉、废热回收锅炉和合成气洗涤器；/n所述的甲醇合成单元包括甲醇合成反应器和第一闪蒸罐；/n所述的燃气轮机单元包括透平、燃烧室和透平；/n所述的熔融盐燃料电池单元包括后燃烧室、第二闪蒸罐、阴极和阳极；/n所述的三级蒸汽动力循环系统包括9台换热器、3台透平机、3台泵、1台除氧器和1台冷凝器；/n空分单元分离的氧气流股，一部分与汽...

【技术特征摘要】
1.一种耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置，其特征在于，所述的耦合碳捕集煤制甲醇和燃料电池热电联产装置包括空分单元、气化单元、水煤气变换单元、低温甲醇洗单元、甲醇合成单元、甲醇精馏单元、燃气轮机单元、三级蒸汽动力循环系统和熔融盐燃料电池单元；
所述的气化单元包括汽化炉、废热回收锅炉和合成气洗涤器；
所述的甲醇合成单元包括甲醇合成反应器和第一闪蒸罐；
所述的燃气轮机单元包括透平、燃烧室和透平；
所述的熔融盐燃料电池单元包括后燃烧室、第二闪蒸罐、阴极和阳极；
所述的三级蒸汽动力循环系统包括9台换热器、3台透平机、3台泵、1台除氧器和1台冷凝器；
空分单元分离的氧气流股，一部分与汽化炉入口端连接，一部分与后燃烧室入口端连接，空分单元分离的氮气流股与燃气轮机单元的燃烧室入口端连接；汽化炉的出口端与废热回收锅炉进口端连接，废热回收锅炉出口端与合成气洗涤器进口端连接；合成气洗涤器出口端流股被分为两股，一股与水煤气变换单元入口连接，水煤气变换单元出口与低温甲醇洗单元入口端连接，另一股经过脱硫单元进行脱硫处理；低温甲醇洗单元出口端流股被分为两股，一股与合成气洗涤器出口端的已经过脱硫处理的流股混合后，与甲醇合成单元入口端连接；
甲醇合成单元的甲醇合成反应器出口端与第一闪蒸罐入口端连接，第一闪蒸罐底部出口端与甲醇精馏单元连接，第一闪蒸罐顶部出口端与燃气轮机单元的燃烧室入口端连接，燃气轮机单元的燃烧室出口端与燃气轮机单元的透平机入口端连接；燃气轮机单元的透平机出口端与熔融盐燃料电池单元的阴极入口端连接，熔融盐燃料电池单元的阴极出口端流股经过换热后被分为两股，其中一个流股再次与熔融盐燃料电池单元的阴极入口端连接；
低温甲醇洗单元出口端的另一流股与熔融盐燃料电池单元的阳极入口端连接，熔融盐燃料电池单元的阳极出口端与后燃烧器入口端连接，后燃烧器出口端经过换热后与第二闪蒸罐入口端连接；
三级蒸汽动力循环系统中，分别从水煤气变换单元、甲醇合成单元和熔融盐燃料电池单元中回收余热流股；高压蒸汽经由第一级的一个泵和三个换热器产生，随后在第一级透平机做功；中压蒸汽经由第二级的一个泵和三个换热器产生，随后在第二级透平机做功；低压蒸汽经由第三级的一个泵和三个换热器产生，随后在第三级的透平机做功；最后，三个透平机出口端乏气依次进入冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄钰，都健，李明鑫，张磊，刘琳琳，董亚超，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21