CN113045382B - 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法 - Google Patents

一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113045382B
CN113045382B CN202110304128.7A CN202110304128A CN113045382B CN 113045382 B CN113045382 B CN 113045382B CN 202110304128 A CN202110304128 A CN 202110304128A CN 113045382 B CN113045382 B CN 113045382B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
hydrogen
methanol
coal
synthesis gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110304128.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113045382A (zh
Inventor
刘蓉
王琪
李旭
刘练波
郜时旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Clean Energy Research Institute
Huaneng Power International Inc
Original Assignee
Huaneng Clean Energy Research Institute
Huaneng Power International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Clean Energy Research Institute, Huaneng Power International Inc filed Critical Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority to CN202110304128.7A priority Critical patent/CN113045382B/zh
Publication of CN113045382A publication Critical patent/CN113045382A/zh
Priority to PCT/CN2022/075615 priority patent/WO2022199263A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113045382B publication Critical patent/CN113045382B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0485—Set-up of reactors or accessories; Multi-step processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开的一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法，属于煤化工技术领域。主要包括备煤单元、煤气化单元、碳氢比调节单元、合成气冷却单元、低温甲醇洗单元、合成气制甲醇或甲烷单元、水处理单元、发电单元、电解制氢单元、氢气收集单元、氧气收集单元、空气分离单元和硫回收单元。将可再生能源电解制氢得到的氢气用于调节煤气化单元合成气的碳氢比，直接用于合成气制甲醇或甲烷，无需变换单元，减少系统的负荷，降低运行成本；采用煤气化和合成气冷却单元的低温余热进行发电，为电解制氢提供电能，无需额外电力输入，减少能耗和生产成本；电解制氢过程产生的纯氧则用于煤气化单元，减少系统空分单元的负荷，降低生产运行成本。

Description

一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法。
背景技术
随着煤化工的高速发展，甲醇生产中CO2排放量也越来越大。煤制甲醇过程中，单位产品CO2排放量为3.4～5.4吨CO2/吨甲醇。同等生产规模下，煤基甲醇生产比较天然气制甲醇，碳排放近高达8倍。煤制甲醇生产过程所产生的碳排放占53.38％，热电锅炉燃料燃烧所产生的碳排放占36.25％，净购入的电力消费引起的碳排放占10.36％。可以看出，直接碳排放是主要的CO2排放源，CO2减排利用空间很大。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法，减少了设备投资，且甲醇产量高、CO2排放低，过程中的能源有效利用，节约了能源。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，包括备煤单元、煤气化单元、碳氢比调节单元、合成气冷却单元、低温甲醇洗单元、合成气制甲醇或甲烷单元、水处理单元、发电单元、电解制氢单元、氢气收集单元、氧气收集单元、空气分离单元和硫回收单元；
备煤单元的出口与煤气化单元的煤原料入口连接，空气分离单元连接有空气进气管，空气分离单元的O2出口与煤气化单元的O2入口连接，煤气化单元的煤气出口与碳氢比调节单元的入口连接，碳氢比调节单元的合成气出口与合成气冷却单元的入口连接，合成气冷却单元的出口与低温甲醇洗单元的入口连接，低温甲醇洗单元的合成气出口与合成气制甲醇或甲烷单元的入口连接；低温甲醇洗单元的H2S出口与硫回收单元连接；煤气化单元的废水出口与水处理单元的入口连接，水处理单元的出口与电解制氢单元和煤气化单元的水入口连接，电解制氢单元的O2出口与氧气收集单元的入口连接，氧气收集单元的出口与煤气化单元的O2入口连接，电解制氢单元的H2出口与氢气收集单元的入口连接，氢气收集单元的出口与碳氢比调节单元的H2入口连接；煤气化单元和合成气冷却单元通过余热管路与发电单元连接，发电单元通过输电线路与电解制氢单元连接，发电单元连接有可再生能源。
优选地，碳氢比调节单元与合成气冷却单元和氢气收集单元的连接管路上均设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
优选地，水处理单元与电解制氢单元和煤气化单元之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
优选地，煤气化单元与氧气收集单元和空气分离单元之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置连接至系统的控制单元。
优选地，氧气收集单元包括氧气储罐，氧气储罐上设有压力计、温度计和安全阀；氢气收集单元包括氢气储罐，氢气储罐上设有压力计、温度计和安全阀。
优选地，合成气冷却单元包括板式换热器，碳氢比调节单元的合成气出口与合成气冷却单元的热侧入口连接，合成气冷却单元的热侧出口与低温甲醇洗单元的入口连接，合成气冷却单元的冷侧通过余热利用管路与发电单元连接。
优选地，合成气制甲醇或甲烷单元连接有甲醇精馏单元。
本发明公开的上述用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，包括：
电解制氢单元产生的O2由氧气收集单元收集，与来自空气分离单元的O2和来自备煤单元的煤原料一同进入煤气化单元进行煤气化反应，煤气化单元产生的废水进入水处理单元处理后一部分循环回到煤气化单元，另一部分进入电解制氢单元；煤气化单元产生的煤气进入碳氢比调节单元进行碳氢比调变，碳氢比调节单元根据目的产物调节碳氢比，得到合适比例的合成气，合成气进入合成气冷却单元冷却后进入低温甲醇洗单元进行净化处理，净化处理得到的合成气进入合成气制甲醇或甲烷单元经催化反应得到甲醇或甲烷产品；
低温甲醇洗单元产生的H2S进入硫回收单元得到硫产品；煤气化单元和合成气冷却单元产生的余热以及可再生能源进入发电单元进行发电，产生的电力输送至电解制氢单元进行电解制氢反应。
优选地，合成气制甲醇或甲烷单元的产物为甲醇时，H2与CO的摩尔比为2.05～2.15。
优选地，合成气制甲醇或甲烷单元的产物为甲烷时，H2与CO的摩尔比为3.05～3.15。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，将可再生能源电解制氢得到的氢气用于调节煤气化单元得到合成气的碳氢比，调节后的合成气可直接用于合成气制甲醇或甲烷，无需变换单元，减少变换单元产生的CO2；变换单元产生的CO2气量降低，减少系统低温甲醇洗单元的负荷，降低生产运行成本；采用煤气化和合成气冷却单元的低温余热进行发电，为电解制氢提供电能，无需额外电力输入，减少能耗和生产成本；电解制氢过程产生的纯氧则用于煤气化单元，减少系统空分单元的负荷，降低生产运行成本，具有良好的应用前景。
进一步地，碳氢比调节单元与合成气冷却单元和氢气收集单元的连接管路上均设有流量检测与控制装置，能够协同控制制甲醇或甲烷单元的反应速度，对整个系统的进程进行精准控制。
进一步地，水处理单元与电解制氢单元和煤气化单元之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，通常经由水处理单元出来的水大部分循环回煤气化单元，小部分进入电解制氢单元，通过流量检测与控制装置可以协调两条管路中的水量，从而对整个系统的进程进行控制。
进一步地，煤气化单元与氧气收集单元和空气分离单元之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，能够协同控制进入煤气化单元中氧气量，当氧气收集单元中的氧气满足煤气化单元的需求时，优先采用，节省空气分离单元的运行成本。
本发明公开的上述用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，自动化程度高，代替原有的变换流程，可省去原有的变换工段，进而减少了设备投资，且甲醇产量高、CO2排放低，过程中的能源有效利用，节约了能源。
进一步地，以甲醇为目的产物时，合成气制甲醇或甲烷单元中H2与CO的摩尔比为2.05～2.15，能够保证H2与CO摩尔比与化学反应方程式2H2+CO＝CH3OH配比相当，提高甲醇的收率。
进一步地，以甲烷为目的产物时，合成气制甲醇或甲烷单元中H2与CO的摩尔比为3.05～3.15，能够保证H2与CO摩尔比与化学反应方程式3H2+CO＝CH4+H2O配比相当，提高甲烷的收率。
附图说明
图1为本发明的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的整体结构示意图。
图中：1为备煤单元，2为煤气化单元，3为碳氢比调节单元，4为合成气冷却单元，5为低温甲醇洗单元，6为合成气制甲醇或甲烷单元，7为水处理单元，8为发电单元，9为电解制氢单元，10为甲醇精馏单元，11为氢气收集单元，12为氧气收集单元，13为空气分离单元，14为硫回收单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，本发明的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，包括备煤单元1、煤气化单元2、碳氢比调节单元3、合成气冷却单元4、低温甲醇洗单元5、合成气制甲醇或甲烷单元6、水处理单元7、发电单元8、电解制氢单元9、氢气收集单元11、氧气收集单元12、空气分离单元13和硫回收单元14。
备煤单元1的出口与煤气化单元2的煤原料入口连接，空气分离单元13连接有空气进气管，空气分离单元13的O2出口与煤气化单元2的O2入口连接，煤气化单元2的煤气出口与碳氢比调节单元3的入口连接，碳氢比调节单元3的合成气出口与合成气冷却单元4的入口连接，合成气冷却单元4的出口与低温甲醇洗单元5的入口连接，低温甲醇洗单元5的合成气出口与合成气制甲醇或甲烷单元6的入口连接，合成气制甲醇或甲烷单元6连接有甲醇精馏单元10。低温甲醇洗单元5的H2S出口与硫回收单元14连接；煤气化单元2的废水出口与水处理单元7的入口连接，水处理单元7的出口与电解制氢单元9和煤气化单元2的水入口连接，电解制氢单元9的O2出口与氧气收集单元12的入口连接，氧气收集单元12的出口与煤气化单元2的O2入口连接，电解制氢单元9的H2出口与氢气收集单元11的入口连接，氢气收集单元11的出口与碳氢比调节单元3的H2入口连接；煤气化单元2和合成气冷却单元4通过余热管路与发电单元8连接，发电单元8通过输电线路与电解制氢单元9连接，发电单元8连接有可再生能源。
优选地，碳氢比调节单元3与合成气冷却单元4和氢气收集单元11的连接管路上均设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
优选地，水处理单元7与电解制氢单元9和煤气化单元2之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
优选地，煤气化单元2与氧气收集单元12和空气分离单元13之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置连接至系统的控制单元。
在本发明的一个实施例中，氧气收集单元12包括氧气储罐，氧气储罐上设有压力计、温度计和安全阀；氢气收集单元11包括氢气储罐，氢气储罐上设有压力计、温度计和安全阀。
在本发明的一个实施例中，合成气冷却单元4包括板式换热器，碳氢比调节单元3的合成气出口与合成气冷却单元4的热侧入口连接，合成气冷却单元4的热侧出口与低温甲醇洗单元5的入口连接，合成气冷却单元4的冷侧通过余热利用管路与发电单元8连接。
上述用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，包括：
电解制氢单元9产生的O2由氧气收集单元12收集，与来自空气分离单元13的O2和来自备煤单元1的煤原料一同进入煤气化单元2进行煤气化反应，煤气化单元2产生的废水进入水处理单元7处理后一部分循环回到煤气化单元2，另一部分进入电解制氢单元9；煤气化单元2产生的煤气进入碳氢比调节单元3进行碳氢比调变，碳氢比调节单元3根据目的产物调节碳氢比，得到合适比例的合成气，合成气进入合成气冷却单元4冷却后进入低温甲醇洗单元5进行净化处理，净化处理得到的合成气进入合成气制甲醇或甲烷单元6经催化反应得到甲醇或甲烷产品；合成气制甲醇或甲烷单元6的产物为甲醇时，H2与CO的摩尔比为2.05～2.15，制得的粗甲醇进入甲醇精馏单元10得到甲醇产品。合成气制甲醇或甲烷单元6的产物为甲烷时，H2与CO的摩尔比为3.05～3.15。
低温甲醇洗单元5产生的H2S进入硫回收单元14得到硫产品；煤气化单元2和合成气冷却单元4产生的余热以及可再生能源进入发电单元8进行发电，产生的电力输送至电解制氢单元9进行电解制氢反应。
下面分别以一个具体实施例和对比例来对本发明的效果作进一步的解释：
实施例1
本发明的系统，以甲醇为目标产物时：
备煤单元1根据气化工艺对原料煤进行破碎，研磨或其他处理，投煤量为162.8t/h。电解制氢单元9产生的O2进入氧气收集单元12进行收集，而后与备煤单元1生产的原料煤，空气分离单元13产生的氧气一起进入煤气化单元2进行煤气化反应，调节煤气化单元2氧煤比(O/C)＝1.01～1.05。煤中的碳被部分氧化生成H2、CO、CO2和H2O以及其它如H2S、CH4等气体，产生的粗煤气经过洗涤送往碳氢比调节单元3进行水煤气变换反应，煤气化单元2洗涤过程产生的废水送入水处理单元7，水处理单元7采用絮凝反应沉淀工艺除去原水中的悬浮物、胶体等杂质，使其符合水电解制氢的技术要求，处理后的循环水大部分回到煤气化单元2循环利用，少部分水送入电解制氢单元9进行电解制氢，水处理单元7处理后的送入电解制氢单元9进行电解制氢的循环水应符合水电解制氢系统技术要求(GB/T 19774-2005)的要求。煤气经碳氢比调节单元3，根据目的产物进行碳氢比调节，以甲醇为目的产物，合成气制甲醇或甲烷单元中H2与CO的摩尔比为2.05～2.15，合成气经过合成气冷却单元4冷却后送往低温甲醇洗单元5进行净化处理，除去合成气中的CO2和H2S等杂质，经过净化处理后的合成气送往合成气制甲醇或甲烷单元6通过催化反应得到粗甲醇，H2S送往硫回收单元14。煤气经碳氢比调节单元3和合成气冷却单元4产生的低温余热通入发电单元8进行发电，也可利用可再生能源进行发电，产生的电力输送至电解制氢单元9进行电解水制氢反应。电解制氢单元9产生的H2进入氢气收集单元11进行收集，而后进入碳氢比调节单元3。合成气制甲醇或甲烷单元6得到的粗甲醇经过提纯，得到甲醇产品，未反应的CO2循环反应。
经检测，系统总的CO2排放量约为130t/h，每小时甲醇产量为73.1t.
对比例1
系统构成没有水处理单元7、发电单元8、电解制氢单元9、氢气收集单元11和氧气收集单元12，其余组成和连接关系与实施例1一样。
备煤单元1根据气化工艺对原料煤进行破碎，研磨或其他处理，投煤量为162.8t/h。备煤单元1生产的原料煤，空气分离单元14产生的氧气一起进入煤气化单元2进行煤气化反应，调节煤气化单元2氧煤比(O/C)＝1.01～1.05。煤中的碳被部分氧化生成H2、CO、CO2和H2O以及其它如H2S、CH4等气体，产生的粗煤气经过洗涤送往碳氢比调节单元3进行水煤气变换反应，煤气化单元2洗涤过程产生的废水送入水处理单元7，水处理单元7采用絮凝反应沉淀工艺除去原水中的悬浮物、胶体等杂质，处理后的循环水回到煤气化单元2循环利用，煤气经碳氢比调节单元3在催化剂的作用下发生变换反应，其中的CO与水反应，生成CO2和H2，控制变换反应的条件使得变换后得到合成气，合成气经过合成气冷却单元4冷却后送往低温甲醇洗单元5进行净化处理，除去合成气中的CO2和H2S等杂质，H2S送往硫回收单元15，CO2直接排放。经过净化处理后的合成气送往合成气制甲醇或甲烷单元6通过催化反应得到粗甲醇，合成气制甲醇或甲烷单元6得到的粗甲醇通入甲醇精馏单元11进行提纯，得到甲醇产品。
CO2由低温甲醇洗单元5直接排出，经检测，该系统的CO2排放量为190t/h，每小时甲醇产量为53.5t。
对比可知实施例1与对比例1相比，CO2排放量可减少为60万吨/年，每年甲醇产量可增产21万吨/年。
实施例2
本发明的系统，以甲烷为目标产物时：
合成气制甲醇或甲烷单元中H2与CO的摩尔比为3.05～3.15，其它条件同实施例1.
经检测，系统总的CO2排放量为202t/h，每天甲烷产量为756万Nm3.
对比例2
以甲烷为目的产物，合成气制甲醇或甲烷单元中H2与CO的摩尔比为3.05～3.15，其它条件同对比例1。
经检测，系统总的CO2排放量为267t/h，每小时甲烷产量为602万Nm3.
对比可知实施例与对比例相比，CO2排放量可减少为3.6万吨/年，每年甲烷产量可增产5亿标方/年。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，包括备煤单元(1)、煤气化单元(2)、碳氢比调节单元(3)、合成气冷却单元(4)、低温甲醇洗单元(5)、合成气制甲醇或甲烷单元(6)、水处理单元(7)、发电单元(8)、电解制氢单元(9)、氢气收集单元(11)、氧气收集单元(12)、空气分离单元(13)和硫回收单元(14)；
备煤单元(1)的出口与煤气化单元(2)的煤原料入口连接，空气分离单元(13)连接有空气进气管，空气分离单元(13)的O2出口与煤气化单元(2)的O2入口连接，煤气化单元(2)的煤气出口与碳氢比调节单元(3)的入口连接，碳氢比调节单元(3)的合成气出口与合成气冷却单元(4)的入口连接，合成气冷却单元(4)的出口与低温甲醇洗单元(5)的入口连接，低温甲醇洗单元(5)的合成气出口与合成气制甲醇或甲烷单元(6)的入口连接；低温甲醇洗单元(5)的H2S出口与硫回收单元(14)连接；煤气化单元(2)的废水出口与水处理单元(7)的入口连接，水处理单元(7)的出口与电解制氢单元(9)和煤气化单元(2)的水入口连接，电解制氢单元(9)的O2出口与氧气收集单元(12)的入口连接，氧气收集单元(12)的出口与煤气化单元(2)的O2入口连接，电解制氢单元(9)的H2出口与氢气收集单元(11)的入口连接，氢气收集单元(11)的出口与碳氢比调节单元(3)的H2入口连接；煤气化单元(2)和合成气冷却单元(4)通过余热管路与发电单元(8)连接，发电单元(8)通过输电线路与电解制氢单元(9)连接，发电单元(8)连接有可再生能源。
2.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，碳氢比调节单元(3)与合成气冷却单元(4)和氢气收集单元(11)的连接管路上均设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
3.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，水处理单元(7)与电解制氢单元(9)和煤气化单元(2)之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置均连接至系统的控制单元。
4.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，煤气化单元(2)与氧气收集单元(12)和空气分离单元(13)之间的连接管路上设有流量检测与控制装置，所有流量检测与控制装置连接至系统的控制单元。
5.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，氧气收集单元(12)包括氧气储罐，氧气储罐上设有压力计、温度计和安全阀；氢气收集单元(11)包括氢气储罐，氢气储罐上设有压力计、温度计和安全阀。
6.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，合成气冷却单元(4)包括板式换热器，碳氢比调节单元(3)的合成气出口与合成气冷却单元(4)的热侧入口连接，合成气冷却单元(4)的热侧出口与低温甲醇洗单元(5)的入口连接，合成气冷却单元(4)的冷侧通过余热利用管路与发电单元(8)连接。
7.根据权利要求1所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统，其特征在于，合成气制甲醇或甲烷单元(6)连接有甲醇精馏单元(10)。
8.根据权利要求1～7任意一项所述用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，其特征在于，包括：
电解制氢单元(9)产生的O2由氧气收集单元(12)收集，与来自空气分离单元(13)的O2和来自备煤单元(1)的煤原料一同进入煤气化单元(2)进行煤气化反应，煤气化单元(2)产生的废水进入水处理单元(7)处理后一部分循环回到煤气化单元(2)，另一部分进入电解制氢单元(9)；煤气化单元(2)产生的煤气进入碳氢比调节单元(3)进行碳氢比调变，碳氢比调节单元(3)根据目的产物调节碳氢比，得到合适比例的合成气，合成气进入合成气冷却单元(4)冷却后进入低温甲醇洗单元(5)进行净化处理，净化处理得到的合成气进入合成气制甲醇或甲烷单元(6)经催化反应得到甲醇或甲烷产品；
低温甲醇洗单元(5)产生的H2S进入硫回收单元(14)得到硫产品；煤气化单元(2)和合成气冷却单元(4)产生的余热以及可再生能源进入发电单元(8)进行发电，产生的电力输送至电解制氢单元(9)进行电解制氢反应。
9.根据权利要求8所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，其特征在于，合成气制甲醇或甲烷单元(6)的产物为甲醇时，H2与CO的摩尔比为2.05～2.15。
10.根据权利要求8所述的用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统的工作方法，其特征在于，合成气制甲醇或甲烷单元(6)的产物为甲烷时，H2与CO的摩尔比为3.05～3.15。
CN202110304128.7A 2021-03-22 2021-03-22 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法 Active CN113045382B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110304128.7A CN113045382B (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法
PCT/CN2022/075615 WO2022199263A1 (zh) 2021-03-22 2022-02-09 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110304128.7A CN113045382B (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113045382A CN113045382A (zh) 2021-06-29
CN113045382B true CN113045382B (zh) 2022-06-14

Family

ID=76514169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110304128.7A Active CN113045382B (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113045382B (zh)
WO (1) WO2022199263A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113045382B (zh) * 2021-03-22 2022-06-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法
CN113563159A (zh) * 2021-08-27 2021-10-29 陕西润中清洁能源有限公司 一种水煤气制甲醇工艺和装置
CN114033514A (zh) * 2021-12-09 2022-02-11 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种生物质负碳排放发电系统及其工作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2604673A1 (en) * 2010-08-09 2013-06-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Biomass gasification gas purification system and method, and methanol production system and method
WO2013138349A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Marine Power Products Incorporated System for and method of using on-site excess heat to convert c02 emissions into hydrocarbons
CN111559956A (zh) * 2020-06-08 2020-08-21 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统及其工作方法
CN212222831U (zh) * 2020-06-08 2020-12-25 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4348486A (en) * 1981-08-27 1982-09-07 Exxon Research And Engineering Co. Production of methanol via catalytic coal gasification
JP2902216B2 (ja) * 1992-06-29 1999-06-07 三菱重工業株式会社 エネルギ源材料の循環方法
AUPM561594A0 (en) * 1994-05-16 1994-06-09 Isentropic Systems Ltd Improvements in the utilisation of solar energy and solid fossil fuels
CN101003359A (zh) * 2006-12-14 2007-07-25 杨献斌 以焦炉气制氢水煤气补碳制备甲醇合成气的方法
CN113045382B (zh) * 2021-03-22 2022-06-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2604673A1 (en) * 2010-08-09 2013-06-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Biomass gasification gas purification system and method, and methanol production system and method
WO2013138349A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Marine Power Products Incorporated System for and method of using on-site excess heat to convert c02 emissions into hydrocarbons
CN111559956A (zh) * 2020-06-08 2020-08-21 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统及其工作方法
CN212222831U (zh) * 2020-06-08 2020-12-25 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022199263A1 (zh) 2022-09-29
CN113045382A (zh) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113045382B (zh) 一种用氢气调节碳氢比简化煤制甲醇的系统及其工作方法
CN212222831U (zh) 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统
CN101050390B (zh) 一种与粉煤气化配套的co变换工艺
CN103524299B (zh) 一种合成甲醇和合成甲烷联产设备
CN111559956A (zh) 一种煤制甲醇过程二氧化碳转化系统及其工作方法
MX2014012990A (es) Proceso eficiente de cogeneracion de gas-vapor y sistema basado en la gasificacion de biomasa y metanizacion.
CN203096014U (zh) 一种利用工厂废气制天然气的装置
CN111547678B (zh) 沼气全组分热催化制备甲醇的方法及系统
CN205035336U (zh) 高浓度co部分耐硫变换工艺系统
CN103449365B (zh) 高浓度co耐硫变换工艺及其装置
Zhao et al. Highly flexible and energy-efficient process for converting coke-oven gas and pulverized coke into methanol and ammonia using chemical looping technology
CN101993730B (zh) 基于化石燃料化学能适度转化的多功能能源系统
CN102464570B (zh) 一种醇类或混合醇类和甲烷化制烃类的串联生产方法
CN105733717A (zh) 一种高效煤制天然气变换工艺系统
CN208182929U (zh) 一种将气化和电解耦合生产合成气的系统
CN113402362B (zh) 化学制氢的co2零排放煤制甲醇系统和方法及应用
CN104830391A (zh) 一种合成高品质煤制天然气的甲烷化装置及工艺
CN110240948A (zh) 一种煤化工控温变换联产电能系统及方法
CN101659879B (zh) 一种化工-电力多联产的方法和设备
CN104418703B (zh) 一种以焦炉气为原料的串联甲醇、甲烷合成工艺
CN103911196A (zh) 一种利用工厂废气制天然气的方法和装置
CN112980519A (zh) 一种焦炉气中的co变换处理装置及其变换处理方法
CN103031154A (zh) Bgl气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化炉制取合成气或氢气的方法及装置
CN217323424U (zh) 一种气化低压闪蒸汽余热回收的生产系统
CN220432726U (zh) 一种负碳排放的生物质全组分利用系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant