【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、本公开涉及一种蒸汽甲烷重整器(smr)。特别地，本公开涉及一种具有增强的二氧化碳(co2)捕获的smr。
2、蒸汽甲烷重整器(smr)通常用于从气体原料如天然气或炼厂气生产合成气。产生的合成气可以在工厂内进一步加工，以产生各种最终产物，包含纯化的氢气、甲醇、一氧化碳和氨。然而，在重整过程中产生的烟道气含有污染物，如二氧化碳，已知这些污染物通过造成整体气候变化，从而对环境产生不利影响。众所周知，smr是炼油厂最大的co2排放者中的一个。因此，近年来，许多政府监管机构要求减少二氧化碳向大气中的排放。
3、考虑到对二氧化碳释放的有害影响的认识和最近对其排放的限制，已经努力从蒸汽重整器工厂产生的烟道气中有效地除去纯化形式的二氧化碳。通过从烟道气中除去二氧化碳，二氧化碳可替代地用于其他更安全的目的，如地下储存或石油生产需要。
4、目前从smr捕获co2的方法，如例如使用胺吸收汽提塔系统从烟道气中除去co2(燃烧后捕获)或在汽提塔系统中使用物理或胺基化学溶剂从smr尾气中除去co2(燃烧前捕获)，效率非常低且成本高。汽提系统通常过于耗能，需要大量的蒸汽来使溶剂再生。采用熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)技术的最新燃烧后方法在从宿主植物中捕获co2同时发电。超出系统自身需求产生的额外电力提供了收入来源，其可抵消系统资本和运营成本。在常规的后燃烧系统中，来自smr的含有高co2水平的烟道气被引导至mcfc。由于高co2水平，此方法需要相对大量的mcfc模块，这可能是昂贵的，并且可能产生比期望的更多
技术实现思路
1、本文描述的实施例提供了从smr系统的变压吸附(psa)系统的尾气中捕获co2的smr-co2捕获系统，与一些常规的co2捕获系统相比，其可以有利地有助于以更高效和成本有效的方式捕获co2。
2、在一些实施例中，用于从smr系统捕获co2的系统包括压缩机、制冷机和co2分离器。来自smr系统psa的尾气由压缩机压缩，并由制冷机冷却。co2分离器将液化co2与残余的未冷凝气体分离。未冷凝的气体然后可以再循环到smr系统的psa和/或smr系统的重整器中作为燃料燃烧。
3、在一些实施例中，该系统还包括mcfc。来自psa的尾气可以在被压缩、冷却和分离成液态co2和残余气体之前与来自mcfc的阳极的废气混合。残余气体可以再循环到smr系统或用于捕获co2的系统的各个部分中。例如，在一些实施例中，气体的一部分可以再循环到阳极气体氧化器，然后再循环到mcfc的阴极，而另一部分再循环到mcfc的阳极。在一些实施例中，残余气体的第三部分可以再循环到smr系统的psa以产生更多的氢气，或者再循环到smr系统中的重整器以作为燃料燃烧。残余气体的此第三部分可改为再循环用于smr系统外的psa中。在一些实施例中，残余气体的第三部分可以再循环到smr系统的psa以产生更多的氢气，并且残余气体的第四部分可以再循环到smr系统中的重整器以作为燃料燃烧。
4、在一些实施例中，来自smr系统的重整器的烟道气可被排放到大气中。因为来自smr系统的psa的尾气没有被燃烧来为smr系统的重整器提供燃料，所以烟道气中的co2相对低。在其他实施例中，烟道气可被引导至用于捕获co2的系统中的阳极气体氧化器，然后被引导至mcfc的阴极。
5、在一些实施例中，mcfc的尺寸可经设计仅为用于捕获co2的系统、仅为smr系统或两者供电。因为来自smr系统的psa的尾气没有被燃烧来为smr系统的重整器提供燃料，所以mcfc接收的co2量减少，从而允许mcfc的尺寸被设计得更小，并且减少了过剩的发电。
6、在一些实施例中，提供了实施上述系统的捕获co2的方法。
7、前述是本公开的概述，因此必然含有细节的简化、概括和省略。因此，本领域的技术人员将了解，概述仅为说明性且并不旨在以任何方式进行限制。如仅通过权利要求书所定义，本文所描述的装置和/或过程的其它方面、特征以及优点将在本文中且结合附图阐述的具体实施方式中变得显而易见。
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1.一种用于产生氢气并且从天然气捕获碳的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括阳极气体氧化器，其被配置成接收并氧化所述残余气体混合物的至少一部分，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的阳极被配置成接收所述残余气体混合物的第二部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述重整器被配置成接收所述残余气体混合物的一部分作为燃料燃烧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述变压吸附系统被配置成接收氢气并且将氢气与所述残余气体混合物的一部分分离。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述重整器被配置成产生烟道气，所述烟道气被排放到大气中。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述阳极气体氧化器被配置成从所述重整器接收烟道气并且氧化所述烟道气。
7.根据权利要求2所述的系统，进一步包括所述蒸汽甲烷重整器系统外的第二变压吸附系统，所述第二变压吸附系统被配置成接收所述残余气体混合物的一部分。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述阴极被配置成从所述阳极气体氧化器接收被氧化的气体。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的尺寸经设计以提供一定量的电力，其大约等于所述蒸汽甲烷重整器系统和所述二氧化碳捕获系统所消耗的组合电力。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的尺寸经设计以提供一定量的电力，其大约等于所述二氧化碳捕获系统或所述蒸汽甲烷重整器系统中的一个所消耗的电力。
11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括蒸发器和变换反应器，所述蒸发器被配置成冷却所述阳极废气流，所述变换反应器被配置成，在所述阳极废气流与所述尾气混合之前将所述阳极废气流中的一氧化碳转化为二氧化碳。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的尺寸经设计以仅使用作为燃料供应至所述阳极的残余气体混合物来操作。
13.一种从蒸汽甲烷重整器系统捕获二氧化碳的方法，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括；
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：将所述残余气体混合物的至少一部分引导至所述熔融碳酸盐燃料电池的阳极部分。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，进一步包括：将所述残余气体混合物的一部分引导至所述重整器并且燃烧所述残余气体混合物中的可燃气体以向所述重整器供热。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：将来自所述重整器的烟道气排放到大气中。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，进一步包括：将所述残余气体混合物的一部分与所述重整后的气流混合到所述变压吸附系统，并且将氢气与所述重整后的气流和所述残余气体混合物的所述一部分分离。
20.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，进一步包括：将所述阳极废气中的一氧化碳变换为二氧化碳。
...【技术特征摘要】
1.一种用于产生氢气并且从天然气捕获碳的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括阳极气体氧化器，其被配置成接收并氧化所述残余气体混合物的至少一部分，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的阳极被配置成接收所述残余气体混合物的第二部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述重整器被配置成接收所述残余气体混合物的一部分作为燃料燃烧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述变压吸附系统被配置成接收氢气并且将氢气与所述残余气体混合物的一部分分离。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述重整器被配置成产生烟道气，所述烟道气被排放到大气中。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述阳极气体氧化器被配置成从所述重整器接收烟道气并且氧化所述烟道气。
7.根据权利要求2所述的系统，进一步包括所述蒸汽甲烷重整器系统外的第二变压吸附系统，所述第二变压吸附系统被配置成接收所述残余气体混合物的一部分。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述阴极被配置成从所述阳极气体氧化器接收被氧化的气体。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的尺寸经设计以提供一定量的电力，其大约等于所述蒸汽甲烷重整器系统和所述二氧化碳捕获系统所消耗的组合电力。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述熔融碳酸盐燃料电池的尺寸经设计以提供一定量的电力，其大约等于所述二氧化碳捕获系统或所述蒸汽甲烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·C·扬克，S·乔利，H·格泽尔阿亚格，
申请(专利权)人：燃料电池能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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