纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统包括电解水机构

【技术实现步骤摘要】
纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统和方法


[0001]本专利技术涉及生物质锅炉
，尤其涉及具体纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统和方法
。

技术介绍

[0002]电解水制氢是一种常用绿电消纳的手段，该技术通过电解水制取氢气和氧气，电解过程中产生的氧气通常被作为副产品直接排放，造成了资源浪费
。
从烟气中分离
CO2的成本较高，且
CO2分离装置与后续碳利用装置的耦合深度不够，如现有的分离出的
CO2为气态，在进行合成甲醇时需要进一步加压，增加能耗
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的实施例提出一种纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，该纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统具有高效利用电解产物
、
碳捕集成本低
、
提高资源利用率的优点
。
[0004]根据本专利技术实施例的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统包括电解水机构
、
锅炉
、
送风机构和碳利用机构，所述电解水机构制备得到氢气和氧气，所述锅炉的烟气出口与第一三通阀相连通，所述第一三通阀将烟气出口的烟气分成两部分，第一部分烟气进入除尘器，所述除尘器
、
降温器
、
压缩装置和冷却器依次相连，所述冷却器与液态二氧化碳储罐相连，第二部分烟气返回锅炉炉膛，所述送风机构包括一次风机构和二次风机构，所述一次风机构和二次风机构与所述第一三通阀相连通以将所述第二部分烟气送入所述锅炉炉膛，所述一次风机构和二次风机构接收所述电解水机构的氧气，所述碳利用机构将所述电解水机构的氢气和所述液态二氧化碳储罐的二氧化碳加压后送入甲醇合成装置中生成甲醇
。
富氧燃烧技术利用纯氧替代空气作为锅炉的助燃剂，以提升锅炉排烟中的二氧化碳浓度，从而降低碳捕集的难度和成本
。
通过耦合电解制氢
、
富氧燃烧
、
二氧化碳加氢制甲醇等技术，实现生物质锅炉低成本碳捕集与碳利用一体化，避免资源浪费和常规碳捕集与利用项目的原料运输问题，提升技术的经济性
。
[0005]根据本专利技术实施例的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统具有高效利用电解产物
、
碳捕集成本低
、
提高资源利用率的优点
。
本申请结合富氧燃烧技术利用纯氧替代空气作为锅炉的助燃剂，以提升锅炉排烟中的二氧化碳浓度，从而降低碳捕集的难度和成本，通过耦合电解制氢
、
富氧燃烧
、
二氧化碳加氢制甲醇等技术，实现生物质锅炉低成本碳捕集与碳利用一体化，避免资源浪费和常规碳捕集与利用项目的原料运输问题，提升技术的经济性
。
[0006]在一些实施例中，所述电解水机构还包括氢气缓冲罐和氧气缓冲罐，所述氧气缓冲罐通过第二三通阀与所述一次风机构和所述二次风机构相连通，所述氢气缓冲罐与所述甲醇合成装置相连
。
[0007]在一些实施例中，所述氢气缓冲罐与所述甲醇合成装置之间设置氢气压缩机
。
[0008]在一些实施例中，所述液态二氧化碳储罐与所述甲醇合成装置之间依次设置二氧化碳气化器和二氧化碳压缩机
。
[0009]在一些实施例中，所述二氧化碳气化器的第一侧与所述除尘器和所述压缩装置相连通以通入烟气，所述二氧化碳气化器的第二侧与所述液态二氧化碳储罐和二氧化碳压缩机相连通以通入液态二氧化碳，所述二氧化碳气化器第一侧的烟气和所述二氧化碳气化器第二侧的液态二氧化碳换热
。
[0010]在一些实施例中，所述降温器将烟气温度降低至0～
50℃。
[0011]在一些实施例中，所述冷却器将烟气温度降低至
‑
30℃
～
‑
15℃。
[0012]在一些实施例中，所述冷却器的出口与所述压缩装置的入口相连
。
[0013]根据本专利技术实施例的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用方法，纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用方法，包括以下步骤：
[0014]锅炉燃烧后排出高二氧化碳浓度的烟气，烟气进入第一三通阀分成两部分，一部分烟气作为回流烟气，一部分作为排出烟气进入除尘器除尘；
[0015]电解水机构利用绿色电力生产高纯度的氢气和氧气，将氧气储存在氧气缓冲罐中，氢气储存在氢气缓冲罐中，氧气缓冲罐中的氧气进入第二三通阀分成两部分分别进入一次风机构和二次风机构与所述回流烟气混合后进入生物质锅炉助燃；
[0016]除尘器除尘后的烟气进入降温器降温冷凝去除水蒸气，提升烟气中二氧化碳浓度；
[0017]经降温处理后的烟气经过压缩装置加压后送入冷却器进一步降温，降温后烟气中的二氧化碳凝结成液态，将液态二氧化碳输送至液态二氧化碳储罐储存，降温后未凝结烟气分为两部分，一部分烟气输送至压缩装置入口再次压缩，一部分烟气作为不凝气排放；
[0018]液态二氧化碳储罐将液态二氧化碳输送至气化器中，除尘器排出的烟气为气化器供热，气化后的二氧化碳进入二氧化碳压缩机中加压，氢气缓冲罐的氢气进入氢气压缩机中加压，加压后的二氧化碳和氢气送入甲醇合成装置中，在高压催化下合成甲醇
。
附图说明
[0019]图1是根据本专利技术实施例中纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统的结构示意图
。
[0020]附图标记：
1、
电解水机构；
2、
锅炉；
3、
除尘器；
4、
降温器；
5、
压缩装置；
6、
冷却器；
7、
液态二氧化碳储罐；
8、
二氧化碳气化器；
9、
甲醇合成装置；
10、
第一三通阀；
11、
二氧化碳压缩机；
12、
氢气压缩机；
13、
氢气缓冲罐；
14、
一次风机构；
15、
二次风机构；
16、
氧气缓冲罐；
17、
第二三通阀
。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制
。
[0022]根据本专利技术实施例的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，如图1所示，纯氧燃烧生物质锅炉2烟气及碳资源化利用系统包括电解水机构
1、
锅炉
2、
送风机构和碳利用机构，电解水机构1制备得到氢气和氧气，锅炉2的烟气出口与第一三通阀
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，其特征在于，包括：电解水机构，所述电解水机构制备得到氢气和氧气；锅炉，所述锅炉的烟气出口与第一三通阀相连通，所述第一三通阀将烟气出口的烟气分成两部分，第一部分烟气进入除尘器，所述除尘器
、
降温器
、
压缩装置和冷却器依次相连，所述冷却器与液态二氧化碳储罐相连，第二部分烟气返回锅炉炉膛；送风机构，所述送风机构包括一次风机构和二次风机构，所述一次风机构和二次风机构与所述第一三通阀相连通以将所述第二部分烟气送入所述锅炉炉膛，所述一次风机构和二次风机构接收所述电解水机构的氧气；碳利用机构，所述碳利用机构将所述电解水机构的氢气和所述液态二氧化碳储罐的二氧化碳加压后送入甲醇合成装置中生成甲醇
。2.
根据权利要求1所述的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，其特征在于，所述电解水机构还包括氢气缓冲罐和氧气缓冲罐，所述氧气缓冲罐通过第二三通阀与所述一次风机构和所述二次风机构相连通，所述氢气缓冲罐与所述甲醇合成装置相连
。3.
根据权利要求2所述的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，其特征在于，所述氢气缓冲罐与所述甲醇合成装置之间设置氢气压缩机
。4.
根据权利要求1所述的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储罐与所述甲醇合成装置之间依次设置二氧化碳气化器和二氧化碳压缩机
。5.
根据权利要求1所述的纯氧燃烧生物质锅炉烟气及碳资源化利用系统，其特征在于，所述二氧化碳气化器的第一侧与所述除尘器和所述压缩装置相连通以通入烟气，所述二氧化碳气化器的第二侧与所述液态二氧化碳储罐和二氧化碳压缩机相连通以通入液态二氧化碳，...

【专利技术属性】
技术研发人员：和鲁，张晓辉，陈斌，吴其荣，唐小健，喻江涛，杨洋，舒斌，陈建宏，
申请(专利权)人：国家电投集团远达环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：