[發(fā)明專利]一種綠氫、綠氧耦合煤化工工藝及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111335570.2
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113930258A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳劍;龐雄鷹;范宏偉;袁逸舒
• 申請（專利權(quán)）人: 惠生工程（中國）有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72;C10J3/82;C01B3/50;C25B1/04;C25B9/00;C25B9/65
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

1.一種綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，包括如下工藝步驟：

S1、可再生能源經(jīng)可再生能源發(fā)電單元產(chǎn)生綠電；

S2、所述綠電通過獨立微電網(wǎng)單元傳送至電解水制氫單元，由電解水制氫單元進行水解產(chǎn)生氫氣和氧氣；

S3、將產(chǎn)生的氫氣和氧氣輸送至儲/輸氣單元儲存待用；

S4、由儲/輸氣單元將氧氣輸送至煤氣化單元，由煤氣化單元產(chǎn)出粗合成氣；

S5、粗合成氣輸送至合成氣凈化單元進行凈化，得到合成氣；

S6、將合成氣作為直接產(chǎn)品，或?qū)⒑铣蓺馀c儲/輸氣單元中的氫氣混合作為產(chǎn)品，或進行CO/H₂比例調(diào)節(jié)后進行耦合應用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，所述可再生能源發(fā)電單元產(chǎn)生的綠電經(jīng)過直流/直流變換形成獨立微電網(wǎng)單元；

在可再生能源發(fā)電高峰時：將綠電存儲于所述獨立微電網(wǎng)單元，或?qū)⒕G電通過所述獨立微電網(wǎng)單元傳送至電解水制氫單元以制備氫氣和氧氣，并將制備的氧氣和氫氣存儲于所述儲/輸氣單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，所述獨立微電網(wǎng)單元包括直流變換系統(tǒng)和儲能子系統(tǒng)；

優(yōu)選的，儲能子系統(tǒng)選自壓縮空氣儲能系統(tǒng)、飛輪儲能系統(tǒng)或液流電池儲能系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，氫氣在所述儲/輸氣單元的儲存方式采用如下至少一項：

A1、直接儲存/輸送，優(yōu)選為液氫儲存/輸送；

A2、間接化學儲存/輸送；

優(yōu)選的，間接化學儲存/輸送的儲氫介質(zhì)選用環(huán)烷烴、氨或有機醇的一種；

更優(yōu)選的，間接化學儲存/輸送的儲氫介質(zhì)選用甲基環(huán)己烷或甲醇；

A3、固體儲存/輸送；

優(yōu)選的，固體儲存/輸送的固體儲氫材料選用氫化鎂金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，S6步驟中，將合成氣與儲/輸氣單元中的氫氣進行CO/H₂比例調(diào)節(jié)后進行耦合應用于甲醇合成、乙二醇合成、合成油或烯烴合成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，CO/H₂比例為1:1-1:10。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，包括如下技術(shù)特征中的一項或多項：

B1、所述煤氣化單元包括備煤子單元、煤氣化子單元、煤氣化渣水處理子單元和第一熱能回收單元；

B2、合成氣凈化單元包括合成氣凈化子單元和第二熱能回收單元；

B3、所述儲/輸氣單元包括，儲存子單元、輸送子單元和冷能回收單元和第三熱能回收單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，技術(shù)特征B1中第一熱能回收單元回收的熱能、和/或技術(shù)特征B2中第二熱能回收單元回收的熱能、和/或技術(shù)特征B3中第三熱能回收單元回收的熱能輸送至電解水制氫單元。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綠氫、綠氧耦合煤化工工藝，其特征在于，技術(shù)特征B2中，所述合成氣凈化單元還包括二氧化碳捕集和/或二氧化碳提濃子單元。

10.一種綠氫、綠氧耦合煤化工工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括可再生能源發(fā)電單元(1)、獨立微電網(wǎng)單元(2)、電解水制氫單元(3)、儲/輸氣單元(4)、煤氣化單元(5)、合成氣凈化單元(6)和CO/H₂比例調(diào)節(jié)單元(7)；

所述可再生能源發(fā)電單元(1)的電輸出端連通獨立微電網(wǎng)單元(2)；

所述獨立微電網(wǎng)單元(2)的電輸出端連通電解水制氫單元(3)；

所述儲/輸氣單元(4)包括氫氣儲存子單元、氧氣儲存子單元，所述電解水制氫單元(3)的氫氣輸出端連通所述氫氣儲存子單元，所述電解水制氫單元(3)的氧氣輸出端連通所述氧氣儲存子單元；

所述氧氣儲存子單元的輸出端連通煤氣化單元(5)，所述煤氣化單元(5)的輸出端連通合成氣凈化單元(6)；

所述合成氣凈化單元(6)的輸出端和氫氣儲存子單元的輸出端分別連通CO/H₂比例調(diào)節(jié)單元(7)。