【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤化工，具体涉及一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统及方法。
技术介绍
1、二氧化碳是主要的温室气体之一，化石燃料使用产生的大量二氧化碳排放是导致全球气温上升、极端气候事件增多的主要原因，为了保护环境，维持生态平衡，二氧化碳减排势在必行。
2、为了实现二氧化碳减排，可再生能源(例如太阳能、风能)受到了人们的极大关注，其使用可以显著减少二氧化碳等温室气体的排放。然而，可再生能源的稳定性受到天气和时间的影响，缺乏稳定的供应，因此限制了可再生能源的大规模应用。将可再生能源和煤化工进行耦合，不仅可以降低对化石能源的依赖，也可以保证能源供应的稳定性，是一条切实可行的碳减排途径。
3、为了实现煤化工和可再生能源的耦合，公告号为cn 113956131 a的中国专利公布了一种通过煤化工与绿氢耦合实现甲醇/乙二醇联产的方法，然而这种方法依然有20％的二氧化碳需要排放，同时该方法未考虑燃料煤的碳排放及碳利用问题。公告号为cn114394883 a的中国专利公布了一种粉煤废锅气化耦合绿电绿氢实现近零碳排放制备甲醇的方法，此方法采用可再生能源产生的电能供应全厂使用，取消了锅炉，由于可再生能源发电稳定性差，因此全厂运行的稳定性具有很大隐患。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统及方法，降低碳捕集成本，最大程度对二氧化碳进行资源化利用，实现二氧化碳的近零排放，并保证了较高运行稳定性。
2、
3、较为优选的，所述煤气化装置的粗煤气出口端与所述脱硫脱碳装置的粗合成气入口端之间还连接有余热回收装置。
4、较为优选的，所述电解水制氢装置内部设置有氧气储存系统及氢气储存系统。
5、较为优选的，所述电解水制氢装置的出口氧气管线与空分装置的出口氧气管线之间通过管线相互连通。
6、较为优选的，所述锅炉的烟气入口端中烟气的氧气含量为21％～40％，所述锅炉的烟气出口端中烟气的co2含量大于90％。
7、较为优选的，所述co2提纯压缩装置采用深冷法对co2进行提纯。
8、较为优选的，所述脱硫脱碳装置的酸性气输出端连接至硫回收装置。
9、较为优选的，所述脱硫脱碳装置采用低温甲醇洗涤方法脱除酸性气体，在所述低温甲醇洗涤的富液再生环节中采用真空解吸方式回收co2。
10、较为优选的，所述合成装置用于合成甲醇、乙醇、有机燃料、乙二醇中的任意一种或多种。
11、本专利技术还提供一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备方法，包括以下步骤：
12、空分装置产生的氧气和燃料煤在煤气化装置中进行反应得到粗煤气，将所述粗煤气输送至余热回收装置回收热量；
13、可再生能源发电装置利用可再生能源生成绿电，将所述绿电输送至电解水制氢装置生产氧气和绿氢；
14、将来自电解水制氢装置的氧气输送至锅炉和燃料煤进行燃烧，产生高压蒸汽，将所述高压蒸汽输送至空分装置作为用于驱动压缩机的动力蒸汽，将所述锅炉产生的烟气输送至烟气除尘装置进行除尘，将净化后的烟气分为两部分，一部分返回锅炉作为循环烟气，剩余烟气送至co2提纯压缩装置得到co2产品气；
15、将来自co2提纯压缩装置的co2产品气和来自脱硫脱碳装置产生的co2气混合后与来自电解水制氢装置的部分绿氢输送至逆水煤气变换装置进行反应，得到以co和h2为主要成分的逆变换气；
16、将来自逆水煤气变换装置的逆变换气和来自余热回收装置的粗合成气输送至脱硫脱碳装置对h2s、cos及co2进行脱除，得到净化气，将所述脱硫脱碳装置产生的co2气输送至逆水煤气变换装置入口，将所述脱硫脱碳装置产生的酸性气输送至硫回收装置生产硫磺或硫酸；
17、将所述脱硫脱碳装置出口的净化气和来自电解水制氢装置的其余绿氢混合得到合成气，并送至合成装置生产化学品。
18、本专利技术的有益效果为：
19、1、本系统设置再生能源发电装置、电解水制氢装置、锅炉、烟气除尘装置、co2提纯压缩装置、逆水煤气变换装置、空分装置、煤气化装置、脱硫脱碳装置和合成装置，并通过合理的设置各个装置之间的输入、输出连接关系，有效利用了各个装置的特性，对其输出产品进行了最大化利用，最终降低了碳捕集成本，最大程度对二氧化碳进行资源化利用，实现二氧化碳的近零排放，并保证了较高的运行稳定性。
20、2、锅炉通过电解水制氢装置的氧气输入，结合烟气除尘装置的循环烟气，实现了富氧燃烧，促进燃烧完全，减少烟气量和氮氧化物生成量，且产生的烟气中co2含量高，降低了碳捕集成本及氮氧化物的排放。
21、3、锅炉排放的co2通过逆变换反应生产合成气，从而可将co2转化为高附加值的化学品。由于粗煤气和烟气中碳元素最大限度的转化为化学品，仅有少量co2随硫回收尾气排放，实现了co2近零排放。
22、4、将绿氢补入煤化工装置中，取消了煤化工中的变换装置，既减少co2生成量，又减小了脱硫脱碳装置的处理能力，又节省了投资。同时，由于再生能源与锅炉相结合，不完全依赖于再生能源，其运行稳定性高。
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1.一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：包括可再生能源发电装置(1)、电解水制氢装置(2)、锅炉(3)、烟气除尘装置(4)、CO2提纯压缩装置(5)、逆水煤气变换装置(6)、空分装置(7)、煤气化装置(8)、脱硫脱碳装置(10)和合成装置(11)，所述可再生能源发电装置(1)的电力输出端与所述电解水制氢装置(2)的电力输入端连接，所述电解水制氢装置(2)的氧气出口端分别连接至锅炉(3)的烟气入口端和煤气化装置(8)的氧气入口端，所述电解水制氢装置(2)的绿氢出口端分别连接至逆水煤气变换装置(6)、合成装置(11)的入口端，所述锅炉(3)的烟气出口端与所述烟气除尘装置(4)的入口端连接，所述烟气除尘装置(4)的循环烟气出口端与所述锅炉(3)的烟气入口端连接，所述烟气除尘装置(4)的净化烟气出口端与CO2提纯压缩装置(5)的入口端连接，所述CO2提纯压缩装置(5)的出口端与逆水煤气变换装置(6)的入口端连接，所述空分装置(7)的高压蒸汽入口端与所述锅炉(3)的高压蒸汽出口端连接，所述空分装置(7)的氧气出口端与所述煤气化装置(8)的氧气入口端连接，所述煤气化装置(8
2.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述煤气化装置(8)的粗煤气出口端与所述脱硫脱碳装置(10)的粗合成气入口端之间还连接有余热回收装置(9)。
3.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述电解水制氢装置(2)内部设置有氧气储存系统及氢气储存系统。
4.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述电解水制氢装置(2)的出口氧气管线与空分装置(7)的出口氧气管线之间通过管线相互连通。
5.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述锅炉(3)的烟气入口端中烟气的氧气含量为21％～40％，所述锅炉(3)的烟气出口端中烟气的CO2含量大于90％。
6.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述CO2提纯压缩装置(5)采用深冷法对CO2进行提纯。
7.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述脱硫脱碳装置(10)的酸性气输出端连接至硫回收装置(12)。
8.根据权利要求5所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述脱硫脱碳装置(10)采用低温甲醇洗涤方法脱除酸性气体，在所述低温甲醇洗涤的富液再生环节中采用真空解吸方式回收CO2。
9.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所述合成装置(11)用于合成甲醇、乙醇、有机燃料、乙二醇中的任意一种或多种。
10.一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：包括可再生能源发电装置(1)、电解水制氢装置(2)、锅炉(3)、烟气除尘装置(4)、co2提纯压缩装置(5)、逆水煤气变换装置(6)、空分装置(7)、煤气化装置(8)、脱硫脱碳装置(10)和合成装置(11)，所述可再生能源发电装置(1)的电力输出端与所述电解水制氢装置(2)的电力输入端连接，所述电解水制氢装置(2)的氧气出口端分别连接至锅炉(3)的烟气入口端和煤气化装置(8)的氧气入口端，所述电解水制氢装置(2)的绿氢出口端分别连接至逆水煤气变换装置(6)、合成装置(11)的入口端，所述锅炉(3)的烟气出口端与所述烟气除尘装置(4)的入口端连接，所述烟气除尘装置(4)的循环烟气出口端与所述锅炉(3)的烟气入口端连接，所述烟气除尘装置(4)的净化烟气出口端与co2提纯压缩装置(5)的入口端连接，所述co2提纯压缩装置(5)的出口端与逆水煤气变换装置(6)的入口端连接，所述空分装置(7)的高压蒸汽入口端与所述锅炉(3)的高压蒸汽出口端连接，所述空分装置(7)的氧气出口端与所述煤气化装置(8)的氧气入口端连接，所述煤气化装置(8)的粗煤气出口端与所述脱硫脱碳装置(10)的粗合成气入口端连接，所述脱硫脱碳装置(10)的co2气出口端与所述逆水煤气变换装置(6)的入口端连接，所述逆水煤气变换装置(6)的逆变换气出口端与所述脱硫脱碳装置(10)的逆变换气入口端连接，所述脱硫脱碳装置(10)的净化气出口端与所述合成装置(11)的入口端连接。
2.根据权利要求1所述的煤化工耦合可再生能源的化学品制备系统，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：余化，王照成，李繁荣，肖敦峰，徐建民，刘庆亮，郑李斌，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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