[發明專利]一種火電廠焦炭制氫系統和方法

在審

• 申請號: 201910939010.4
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110498394A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 金紅光;崔華;陳輝;楊豫森;張勇
• 申請（專利權）人: 赫普能源環境科技有限公司
• 主分類號: C01B3/12
• 分類號: C01B3/12;C01B3/14
• 代理公司: 11588 北京華仁聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳建<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，包括火電廠蒸汽供給管道、焦炭供給裝置、焦炭制氫裝置、氣體凈化與分離裝置和二氧化碳供給管路；所述焦炭制氫裝置包括一氧化碳生產單元和氫氣生產單元；所述一氧化碳生產單元設有焦炭原料入料口、二氧化碳輸入口和一氧化碳輸出口，所述焦炭原料入料口連通于所述焦炭供給裝置，所述二氧化碳輸入口連通于所述二氧化碳供給管路的輸出端；所述氫氣生產單元包括有一氧化碳輸入口、蒸汽輸入口和混合氣輸出口，所述一氧化碳輸入口連通于所述一氧化碳生產單元的一氧化碳輸出口，所述蒸汽輸入口連通于所述火電廠蒸汽供給管道的輸出端，所述混合氣輸出口連通于所述氣體凈化與分離裝置的輸入口；所述氣體凈化與分離裝置用于從混合氣中分離出氫氣和二氧化碳。

2.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述焦炭制氫系統還包括啟動階段供給二氧化碳管路，所述啟動階段供給二氧化碳管路連接火電廠鍋爐煙囪前的煙氣引流管道或液態二氧化碳儲罐，用于利用潔凈煙氣或液態二氧化碳滿足啟動階段焦炭制氫裝置中對二氧化碳的需求量。

3.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述氣體凈化與分離裝置的二氧化碳輸出口連通于所述二氧化碳供給管路。

4.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述火電廠蒸汽供給管道連通于所述火電廠鍋爐的主蒸汽管道、汽輪機高壓缸抽汽管道、汽輪機高壓缸排汽管道、汽輪機再熱熱段蒸汽管道、汽輪機中壓缸抽汽管道、汽輪機中壓缸排汽管道中的任意一個或組合。

5.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述氣體凈化與分離裝置的廢氣輸出口連通于火電廠鍋爐的煙氣處理裝置的煙氣入口。

6.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述氣體凈化與分離裝置的氫氣輸出口連通于氫氣存儲裝置。

7.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述焦炭制氫裝置的廢液廢渣廢氣排出口連通于所述火電廠的廢渣廢液廢氣處理裝置。

8.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述系統的一氧化碳生產單元的排出口設置凈化分離裝置，所述凈化分離裝置連通于火電廠的廢渣廢液廢氣處理裝置和/或火電廠煙氣處理裝置，用于對一氧化碳生產單元的排出物質進行凈化分離，分離凈化產生的廢渣、廢氣、廢液利用火電廠煙氣處理裝置或廢氣廢液廢渣處理裝置進行無害化處理，分離的潔凈的一氧化碳進入氫氣生產單元。

9.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述氫氣生產單元內一氧化碳與水蒸汽反應產生的熱量傳遞給火電廠一次風、二次風或火電廠凝結水或熱網循環水。

10.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，焦炭原料包括半焦、全焦、焦炭粉、焦炭顆粒、清潔型炭、蘭炭、活性炭、含焦顆粒、焦油中的任意一種。

11.根據權利要求1所述的火電廠焦炭制氫系統，其特征在于，所述焦炭制氫裝置所需熱量由火電廠鍋爐高溫煙氣、煤氣、天然氣、煤粉補燃燃燒器中任一種或多種產生的熱量提供。

12.一種火電廠焦炭制氫方法，其特征在于，所述焦炭制氫方法包括下列步驟：

焦炭原料采用外購方式，或者利用火電廠原煤在焦化爐內通過高溫、中溫、低溫中任意一種焦化反應生成焦炭；所述焦炭原料包括全焦、半焦、蘭炭、型炭中的任意一種或組合；

所述焦炭原料通過焦炭供給裝置供給焦炭制氫裝置的一氧化碳生產單元，在啟動階段利用火電廠鍋爐煙氣中的二氧化碳或液態二氧化碳儲罐滿足一氧化碳生產單元的二氧化碳需求量；

所述焦炭制氫裝置中反應所需熱量由火電廠鍋爐高溫煙氣、煤氣、天然氣、煤粉補燃燃燒器中任一種或多種產生的熱量提供；

所述焦炭制氫裝置正常運行后，氣體凈化分離單元分離出的二氧化碳進入二氧化碳供給管路，進入所述一氧化碳生產單元中與焦炭反應生成一氧化碳；

所述一氧化碳生產單元的排出口設置凈化分離裝置，對排出物質進行凈化分離，分離凈化產生的廢渣、廢氣、廢液利用火電廠煙氣處理裝置或廢氣廢液處理裝置進行無害化處理，分離的潔凈的一氧化碳進入氫氣生產單元；

所述潔凈的一氧化碳進入所述氫氣生產單元，與火電廠蒸汽供應管路提供的水蒸汽反應，生成氫氣和二氧化碳；反應產生的熱量傳遞給火電廠一次風、二次風或火電廠凝結水或熱網循環水。