[發明專利]一種燃煤電廠煙道氣二氧化碳捕集耦合生物炭制備工藝

在審

• 申請號: 201710943918.3
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107569981A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 楊正山
• 申請（專利權）人: 楊正山
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/22;B01D53/26;C01B32/55;C01B32/50;C01B32/05
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1.一種燃煤電廠煙道氣二氧化碳捕集耦合生物炭制備工藝，其特征在于：整合了包括生物炭制備、氣體膜分離、低溫液化、碳酸熔融鹽燃料電池等技術；將由利用完冷能量的天然氣和液化天然氣經加熱升溫后得到的天然氣和其它來源的天然氣組成的熔融碳酸鹽燃料電池陽極燃料源與水蒸氣混合，進行催化重整后，通入到熔融碳酸鹽燃料電池陽極發生氧化反應；燃煤電廠煙道氣先經過除雜裝置凈化后與天然氣燃燒后的煙氣及新鮮空氣按照一定比例進行混合，經過加壓加熱后在熔融碳酸鹽燃料電池陰極發生反應；陽極排放的煙氣與膜組件富氧版塊制備的富氧空氣按照一定比例在催化燃燒器中發生反應，之后通入到生物炭制備裝置中，降到設定溫度后，通入到較低制備溫度的生物炭制備裝置，當溫度低于100攝氏度后，經過分階段降溫，實現煙氣中水分的初步分離，氣液分離后的氣體通入到膜組件中進行氣體組分分離，氣體分離后經過多級壓縮機壓縮之后通過換熱器先進行2階段降溫之后使用3A分子篩進一步脫水干燥，之后通過LNG液化天然氣換熱器將氣體降溫到-54攝氏度變成液體，之后再經過液壓泵增壓到設定的商業用途所需的壓強；熔融碳酸鹽燃料電池陰極排放的煙氣經過催化燃燒器加熱后，先經過膨脹發電之后再通入到生物炭制備設備，降到一定溫度后排放到大氣中。

2.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠煙道氣二氧化碳捕集耦合生物炭制備工藝，其特征在于：膜組件富氧模塊通過利用透平膨脹—壓縮機整合了煙氣組分分離膜組件截留氣的壓力勢能為壓縮空氣提供動力，經過壓縮后的空氣經過膜組件對氧氣和氮氣進行分離，截留氣通過和膨脹機端出口的煙氣混合后通過膨脹機發電，從滲透氣側得到的富氧空氣為催化燃燒器提供氧源。

3.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠煙道氣二氧化碳捕集耦合生物炭制備工藝，其特征在于：通過利用多種換熱器和天然氣加熱裝置整合了，充分整合了系統內部的冷量和熱量的需求，利用液化天然氣的冷能量為高純度二氧化碳氣體降溫促進二氧化碳的液化，之后進一步為脫水環節提供冷能量，在降溫的同時提高了膜組件對二氧化碳的分離系數；二氧化碳先加壓到設定壓力，然后經過低溫液化，最后通過液體泵加壓到商業用途所需壓力，減少了直接加壓空氣到商業用途所需壓力過程中的能耗；通過利用低溫二氧化碳液體的冷能量為脫水環節降溫，提升了自身溫度，然后再進行溫度調節，減少了系統的能量消耗；通過將冷凝的水為脫水環節降溫再回流到水蒸氣加熱器，做為熔融碳酸鹽燃料電池陽極反應的一種原料，提高了系統能源利用效率。