利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统技术方案

本实用新型专利技术属于煤化工节能减排技术领域，特别涉及一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统。本实用新型专利技术的利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统包括压缩机系统、二氧化碳液化提纯系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；所述烟气管线连接所述压缩机系统；所述二氧化碳液化提纯系统分别与所述压缩机系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；所述太阳能电解制氢系统与甲醇合成系统连接。优点：利用锅炉排烟中的二氧化碳，达到碳减排制甲醇的目的，系统结构简单，不但降低碳排放，还充分利用新能源，带来相关经济、环余境效益。系统制造容易，使用安全可靠，便于实施推广应用。便于实施推广应用。便于实施推广应用。

【技术实现步骤摘要】
利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统


[0001]本技术属于煤化工节能减排
，特别涉及一种利用烟气中 CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统。

技术介绍

[0002]目前，减少碳排放会对世界生态环境产生重大影响，特别是在石化和化工行业，尤其是甲醇碳排放企业对此十分重视，非常关注世界碳减排形势。将CO2转化为化学品实现碳回收利用，是末端降低碳排放的重要手段。甲醇就是利用CO2的传统化工产品，每吨甲醇进入产品折算消耗二氧化碳1.375t，每年甲醇生产消耗二氧化碳超过9900万t。此外，可能会被大量采用，可以彻底扭转行业对化石能源的路径依赖，大大减轻行业碳减排压力。
[0003]因此，以可再生能源发展氮肥工业可能将是行业的长期发展战略。总之，基于碳达峰碳中和总体目标已经确定，甲醇行业任务繁重而又艰巨，既要做好高质量发展的加法，又要做好碳减排的减法，必须以创新驱动碳减排，以节能降耗助力碳减排，以行业高质量发展带动碳减排，为实现行业绿色低碳转型发展做出更大的贡献。
[0004]基于此，需要研发一系列针对二氧化碳转化的减排系统。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是提供一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统，有效的克服了现有技术的缺陷。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统，包括压缩机系统、二氧化碳液化提纯系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；上述二氧化碳液化提纯系统分别与上述压缩机系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；上述太阳能电解制氢系统与甲醇合成系统连接；上述压缩机系统用于压缩锅炉烟气；上述二氧化碳液化提纯系统用于吸收、提纯上述压缩机系统输送至的烟气中的二氧化碳，并在提纯后将二氧化碳输送及产出的水质分别输送向上述甲醇合成系统和太阳能电解制氢系统；上述太阳能电解制氢系统用于吸收水质并制备纯水，并将纯水电解产出氢气和氧气，且将产出的氢气输送向上述甲醇合成系统，上述甲醇合成系统用于通过输送至的氢气及二氧化碳制备产出甲醇。
[0008]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0009]进一步，上述压缩机系统包括烟气管线、烟气前置过滤器、一级压缩机和二级压缩机，上述烟气管线、烟气前置过滤器、一级压缩机的进口及出口、二级压缩机的进口及出口顺次连接。
[0010]进一步，上述一级压缩机和二级压缩机之间连接有净烟气缓冲罐。
[0011]进一步，上述二氧化碳液化提纯系统包括二氧化碳汽化器、冷凝水换热器、烟气冷却器、汽水分离器、二氧化碳吸收塔、液态二氧化碳储罐、冷凝水储罐和二氧化碳提纯塔；上述二级压缩机的出口、二氧化碳汽化器的壳程入口及出口、冷凝水换热器的壳程入口及出
口、烟气冷却器的壳程入口及出口、汽水分离器的入口及气相出口、二氧化碳吸收塔的入口顺次连接；上述冷凝水储罐的出口和冷凝水换热器的管程入口连接，上述冷凝水换热器的管程出口与上述电解制氢系统连接；上述冷凝水储罐的进口分别连接上述汽水分离器的液相出口以及上述二氧化碳提纯塔的底部出口；上述液态二氧化碳储罐的出口和二氧化碳汽化器的管程入口连接，上述二氧化碳汽化器的管程出口与上述甲醇合成系统连接；上述液态二氧化碳储罐的进口连接上述二氧化碳提纯塔的顶部出口；上述二氧化碳提纯塔的入口连接上述二氧化碳吸收塔的底部出口。
[0012]进一步，上述二氧化碳吸收塔的顶部出口连接净烟气缓冲罐。
[0013]进一步，还包括汽轮机，上述汽轮机与上述一级压缩机传动连接，上述净烟气缓冲罐连接上述汽轮机的入口，上述汽轮机的出口连接上述烟气冷却器的管程入口。
[0014]进一步，上述甲醇合成系统包括甲醇合成装置，上述甲醇合成装置的氢气进口及二氧化碳进口分别与上述太阳能电解制氢系统和上述二氧化碳汽化器的管程出口连接。
[0015]进一步，上述太阳能电解制氢系统包括太阳能电解制氢装置、氢气储罐、氧气储罐和制纯水装置，上述冷凝水换热器的管程出口、制纯水装置的进口及出口、太阳能电解制氢装置的水质入口顺次连接，上述太阳能电解制氢装置的氢气出口、氢气储罐的进口及出口、甲醇合成装置的氢气进口顺次连接，上述太阳能电解制氢装置的氧气出口连接上述氧气储罐。
[0016]进一步，上述氧气储罐连接锅炉的二次风入口。
[0017]本技术的有益效果是：利用锅炉排烟中的二氧化碳，达到碳减排制甲醇的目的，系统结构简单，不但降低碳排放，还充分利用新能源，带来相关经济、环余境效益。系统制造容易，使用安全可靠，便于实施推广应用。
附图说明
[0018]图1为本技术的利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统的结构示意图。
[0019]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0020]1、烟气前置过滤器；2、一级压缩机；3、二级压缩机；4、二氧化碳汽化器；5、冷凝水换热器；6、烟气冷却器；7、二氧化碳提纯塔；8、冷凝水储罐；9、液态二氧化碳储罐；10、二氧化碳吸收塔；11、净烟气缓冲罐； 12、制纯水装置；13、太阳能电解制氢装置；14、氢气储罐；16、氧气储罐； 15、甲醇合成装置；16、氧气储罐；21、汽轮机；30、汽水分离器。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0022]实施例：如图1所示，本实施例的利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统包括压缩机系统、二氧化碳液化提纯系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；上述二氧化碳液化提纯系统分别与上述压缩机系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；上述太阳能电解制氢系统与甲醇合成系统连接；
[0023]具体地，在本实施例中，上述压缩机系统用于压缩锅炉烟气；上述二氧化碳液化提
纯系统用于吸收、提纯上述压缩机系统输送至的烟气中的二氧化碳，并在提纯后将二氧化碳输送及产出的水质分别输送向上述甲醇合成系统和太阳能电解制氢系统；上述太阳能电解制氢系统用于吸收水质并制备纯水，并将纯水电解产出氢气和氧气，且将产出的氢气输送向上述甲醇合成系统，上述甲醇合成系统用于通过输送至的氢气及二氧化碳制备产出甲醇。
[0024]整个过程中，通过二氧化碳液化提纯系统来吸收烟气中的二氧化碳，并对二氧化碳提纯，将提纯后得到的液态二氧化碳以及水作为制备甲醇的原料以及电解制氢的原料，同时，将电解制氢系统电解后得到的氢气和提纯后的二氧化碳作为甲醇的制备原料在甲醇合成系统合成产出甲醇。整个系统能够充分的利用烟气中的二氧化碳来实现甲醇的制备，系统结构简单，不但降低碳排放，还充分利用新能源，带来相关经济、环余境效益。且该系统制造容易，使用安全可靠，便于实施推广应用，具有一定的实际应用前景。
[0025]本实施例中，各个核心系统的结构如下：
[0026]压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统，其特征在于：包括压缩机系统、二氧化碳液化提纯系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；所述二氧化碳液化提纯系统分别与所述压缩机系统、太阳能电解制氢系统和甲醇合成系统；所述太阳能电解制氢系统与甲醇合成系统连接；所述压缩机系统用于压缩锅炉烟气；所述二氧化碳液化提纯系统用于吸收、提纯所述压缩机系统输送至的烟气中的二氧化碳，并在提纯后将二氧化碳输送及产出的水质分别输送向所述甲醇合成系统和太阳能电解制氢系统；所述太阳能电解制氢系统用于吸收水质并制备纯水，并将纯水电解产出氢气和氧气，且将产出的氢气输送向所述甲醇合成系统，所述甲醇合成系统用于通过输送至的氢气及二氧化碳制备产出甲醇；所述压缩机系统包括烟气管线、烟气前置过滤器(1)、一级压缩机(2)和二级压缩机(3)，所述烟气管线、烟气前置过滤器(1)、一级压缩机(2)的进口及出口、二级压缩机(3)的进口及出口顺次连接。2.根据权利要求1所述的一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统，其特征在于：所述一级压缩机(2)和二级压缩机(3)之间连接有净烟气缓冲罐。3.根据权利要求1所述的一种利用烟气中CO2和太阳能电解制氢合成甲醇的碳减排系统，其特征在于：所述二氧化碳液化提纯系统包括二氧化碳汽化器(4)、冷凝水换热器(5)、烟气冷却器(6)、汽水分离器(30)、二氧化碳吸收塔(10)、液态二氧化碳储罐(9)、冷凝水储罐(8)和二氧化碳提纯塔(7)；所述二级压缩机(3)的出口、二氧化碳汽化器(4)的壳程入口及出口、冷凝水换热器(5)的壳程入口及出口、烟气冷却器(6)的壳程入口及出口、汽水分离器(30)的入口及气相出口、二氧化碳吸收塔(10)的入口顺次连接；所述冷凝水储罐(8)的出口和冷凝水换热器(5)的管程入口连接，所述冷凝水换热器(5)的管程出口与所述电解制氢系统连接；所述冷凝水储罐(8)的进口分别连接所述汽水分离器(30)的液相出口以...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广权，采有林，王勇，宋端阳，田建明，姜岸，
申请(专利权)人：北京清新环境技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：