CN115160107A - 一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺系统及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺系统；包括：新能源发电机组、电解水装置、二氧化碳加氢制甲醇装置、煤气化装置、变换装置、合成气制甲醇装置、二氧化碳捕集净化装置，该系统连接关系如下：所述的电解水装置与二氧化碳加氢制甲醇装置连接，二氧化碳加氢制甲醇装置分别与火电厂碳捕集和二氧化碳捕集净化装置连接；煤气化装置分别与电解水装置和变换装置连接，变换装置分别与二氧化碳捕集净化装置和合成气制甲醇装置连接，新能源发电机组为整个系统供电，每个装置间的气体输送通过管道或车辆输送。本发明可实现甲醇合成过程的零碳排放，同时实现物料的内部交叉利用。
Description
技术领域
本发明涉及新能源耦合利用技术领域，尤其涉及一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺系统。
背景技术
甲醇作为一种基本化工原料，是合成烯烃、汽油、二甲醚等化工产品的重要原料，同时，甲醇也是一种重要的储能介质，能耗高、碳排放强度大等问题成为制约传统煤气化制甲醇工艺发展亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的提供一种低能耗和零碳的制备甲醇的工艺系统及工艺方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺系统；包括：新能源发电机组、电解水装置、二氧化碳加氢制甲醇装置、煤气化装置、变换装置、合成气制甲醇装置和二氧化碳捕集净化装置，该系统连接关系如下：
所述的电解水装置与二氧化碳加氢制甲醇装置连接，二氧化碳加氢制甲醇装置分别与火电厂碳捕集和二氧化碳捕集净化装置连接；煤气化装置分别与电解水装置和变换装置连接，变换装置分别与二氧化碳捕集净化装置和合成气制甲醇装置连接，新能源发电机组为整个系统供电，每个装置间的气体输送通过管道或车辆输送。
本发明提供的一种新能源耦合煤化工合成甲醇的工艺方法：具体包括：
工艺一：二氧化碳加绿氢制甲醇；
工艺二：煤气化制甲醇；
所述的二氧化碳加绿氢制甲醇包括的装置为新能源发电机组、电解水装置、二氧化碳加氢制甲醇装置；
所述煤气化制甲醇包括的装置为煤气化装置、变换装置、合成气制甲醇装置、二氧化碳捕集净化装置；
具体工艺方法步骤如下；
步骤一：利用所述的新能源发电机组通过电解水装置制取氢气，制取的氢气通过管道运输给二氧化碳加氢制甲醇装置；
步骤二：步骤一中新能源发电机组电解水的过程中产生的氧气作为气化剂和煤通过煤气化装置制取一氧化碳和氢气；
步骤三：所述的变换装置将步骤二中的一氧化碳和氢气转换成一氧化碳、氢气和二氧化碳；
步骤四：步骤三中变换装置产生的一氧化碳、氢气和二氧化碳的合成气进入合成气制甲醇装置合成甲醇；
步骤五：所述的二氧化碳捕集净化装置捕集到步骤三中变换装置产生多余的二氧化碳，净化提纯后提供给二氧化碳加氢制甲醇装置，所述的二氧化碳加氢制甲醇装置将二氧化碳和步骤一中的制取的氢气混合制取甲醇，并设置外界二氧化碳接口，不足的二氧化碳供应来自于火电厂碳捕集。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
第一，将新能源发电与传统煤气化制甲醇结合，建立一种零碳制甲醇系统。
第二，本发明中系统用电来自于新能源发电机组，为清洁绿电，减少了碳排放的同时降低了用电成本。
第三，本发明通过上述二氧化碳加绿氢制甲醇工艺中二氧化碳的利用，实现了制甲醇工艺中的零碳排放。
第四，上述二氧化碳加绿氢制甲醇工艺中电解水产生的氧气可用于上述煤气化过程，减少了煤气化过程中空分装置的使用，从而节省投资及能耗。
附图说明
图1是本发明的示意图。
其中，1-新能源发电机组；2-电解水装置；3-二氧化碳加氢制甲醇装置；4-煤气化装置， 5-变换装置；6-合成气制甲醇装置；7-二氧化碳捕集净化装置。
具体实施方式
参照附图1，本发明的具体实施方式如下：
本发明包括：新能源发电机组1；电解水装置2；二氧化碳加氢制甲醇装置3；煤气化装置4；变换装置5；合成气制甲醇装置6；二氧化碳捕集净化装置7，该系统连接关系如下：
所述的电解水装置2与二氧化碳加氢制甲醇装置3连接，二氧化碳加氢制甲醇装置3分别与火电厂碳捕集和二氧化碳捕集净化装置7连接；煤气化装置4分别与电解水装置2和变换装置5连接，变换装置5分别与二氧化碳捕集净化装置7和合成气制甲醇装置6连接，新能源发电机组1为整个系统供电，每个装置间的气体输送通过管道或车辆输送。
本发明的具体实施中的工艺方法：具体包括：工艺一：二氧化碳加绿氢制甲醇；工艺二：煤气化制甲醇；所述的二氧化碳加绿氢制甲醇包括的装置为新能源发电机组1、电解水装置2、二氧化碳加氢制甲醇装置3；所述煤气化制甲醇包括的装置为煤气化装置4、变换装置5、合成气制甲醇装置6、二氧化碳捕集净化装置7；
具体工艺方法步骤如下；
步骤一：利用所述的新能源发电机组1通过电解水装置2制取氢气，制取的氢气通过管道运输给二氧化碳加氢制甲醇装置3；
步骤二：步骤一中新能源发电机组1电解水的过程中产生的氧气作为气化剂和煤通过煤气化装置4制取一氧化碳和氢气；
步骤三：所述的变换装置5将步骤二中的一氧化碳和氢气转换成一氧化碳、氢气和二氧化碳；
步骤四：步骤三中变换装置5产生的一氧化碳、氢气和二氧化碳的合成气进入合成气制甲醇装置6合成甲醇；
步骤五：所述的二氧化碳捕集净化装置7捕集到步骤三中变换装置5产生多余的二氧化碳，净化提纯后提供给二氧化碳加氢制甲醇装置3，所述的二氧化碳加氢制甲醇装置3将二氧化碳和步骤一中的制取的氢气混合制取甲醇，并设置外界二氧化碳接口，不足的二氧化碳供应来自于火电厂碳捕集。
将新能源发电与传统煤气化制甲醇结合，建立一种零碳制甲醇系统；本发明中系统用电来自于新能源发电机组，为清洁绿电，减少了碳排放的同时降低了用电成本；本发明通过上述二氧化碳加绿氢制甲醇工艺中二氧化碳的利用，实现了制甲醇工艺中的零碳排放；上述二氧化碳加绿氢制甲醇工艺中电解水产生的氧气可用于上述煤气化过程，减少了煤气化过程中空分装置的使用，从而节省投资及能耗。
系统原理：用电来自新能源发电机组1，利用新能源发电机组1产生的绿电电解水制取氢气及氧气，氧气作为气化剂用于煤气化装置4气化产生粗合成气，合成气变换后得到比例适合的一氧化碳、氢气及二氧化碳，进入合成气制甲醇装置6合成甲醇，多余的二氧化碳经净化提纯与电解水得到的氢气在二氧化碳加氢制甲醇装置3中合成甲醇，不足的二氧化碳来自于燃煤电厂碳捕集。
Claims (2)
1.一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺系统；包括：新能源发电机组、电解水装置、二氧化碳加氢制甲醇装置、煤气化装置、变换装置、合成气制甲醇装置和二氧化碳捕集净化装置，该系统连接关系如下：
所述的电解水装置与二氧化碳加氢制甲醇装置连接，二氧化碳加氢制甲醇装置分别与火电厂碳捕集和二氧化碳捕集净化装置连接；煤气化装置分别与电解水装置和变换装置连接，变换装置分别与二氧化碳捕集净化装置和合成气制甲醇装置连接，新能源发电机组为整个系统供电，每个装置间的气体输送通过管道或车辆输送。
2.一种新能源耦合煤化工合成甲醇的零碳工艺方法：具体包括：
工艺一：二氧化碳加绿氢制甲醇；
工艺二：煤气化制甲醇；
所述的二氧化碳加绿氢制甲醇包括的装置为新能源发电机组、电解水装置、二氧化碳加氢制甲醇装置；
所述煤气化制甲醇包括的装置为煤气化装置、变换装置、合成气制甲醇装置、二氧化碳捕集净化装置；
具体工艺方法步骤如下；
步骤一：利用所述的新能源发电机组通过电解水装置制取氢气，制取的氢气通过管道运输给二氧化碳加氢制甲醇装置；
步骤二：步骤一中新能源发电机组电解水的过程中产生的氧气作为气化剂和煤通过煤气化装置制取一氧化碳和氢气；
步骤三：所述的变换装置将步骤二中的一氧化碳和氢气转换成一氧化碳、氢气和二氧化碳；
步骤四：步骤三中变换装置产生的一氧化碳、氢气和二氧化碳的合成气进入合成气制甲醇装置合成甲醇；
步骤五：所述的二氧化碳捕集净化装置捕集到步骤三中变换装置产生多余的二氧化碳，净化提纯后提供给二氧化碳加氢制甲醇装置，所述的二氧化碳加氢制甲醇装置将二氧化碳和步骤一中的制取的氢气混合制取甲醇，并设置外界二氧化碳接口，不足的二氧化碳供应来自于火电厂碳捕集。
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