[實用新型]一種煙氣直接回收利用裝置

有效

• 申請號: 202220064043.6
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN216856654U
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 程從禮;劉中清;孫衛中
• 申請（專利權）人: 中化學科學技術研究有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J19/00;B01J19/24;C01C1/04;B01D53/04;B01D53/02;B01D53/86;B01D53/62;C07C29/152;C07C31/04
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

本公開涉及一種煙氣直接回收利用裝置，包括與煙道氣連通的甲醇合成反應器以及合成氨反應器；所述甲醇合成反應器以及合成氨反應器分別通過管道通入氫氣參與反應合成甲醇和氨；該裝置同時實現了CO₂加氫制取甲醇和N₂加氫制取氨氣，省略了CO₂捕集系統過程和空氣分離制備N₂系統過程。本實用新型大幅度降低了CO₂捕集與利用過程中的成本，同時也實現了可再生能源制取綠氫的儲存與利用。

技術領域

本公開屬于化工領域，尤其涉及一種煙氣直接回收利用裝置。

背景技術

工業裝置所產生的煙氣除了含量大量的N₂之外，另外一種主要組分就是溫室氣體CO₂。眾所周知，人類活動所產生的過量CO₂是導致全球氣候變暖的主要溫室氣體，必須加以截留防止排放到大氣層中。CO₂的捕集、利用或封存，即CCUS技術，被提出作為阻止CO₂排放進入大氣層中的主要技術路線。在CCUS路線中，第一步就是CO₂的捕集技術，可以劃分為吸收法、吸附法和膜分離法。目前，工業上常用的CO₂捕集技術采用胺類溶液的化學吸收法，但其吸收成本較高，約為400元/噸CO₂。第二步是對捕集后的CO₂進行加工利用，可以概括為兩大類，其一是合成大宗基礎化學品，如甲醇、合成氣等；其二是合成精細化工品，如酸、酯類等。

盡管研究者或開發者在CCUS各環節中為降低生產成本和提高生產效率方面做了諸多努力，然而在CO₂的捕集和利用各環節都是獨自分離完成的。在合成氨儲氫方面也是將氮氣源與氫氣源分離進行。總而言之，目前在煙氣處理方面，煙氣中的CO₂采取先捕集后加工利用的措施，而且對煙氣中的N₂也未加以利用。因此，出于降低生產成本和綠色工藝的雙重考慮，亟待開發一種煙氣高效利用并降低CO₂排放的方法。

實用新型內容

本公開涉及一種煙氣直接回收利用裝置，該裝置同時實現了CO₂加氫制取甲醇和N₂加氫制取氨氣，省略了CO₂捕集系統過程和空氣分離制備N₂系統過程。本實用新型大幅度降低了CO₂捕集與利用過程中的成本，同時也實現了可再生能源制取綠氫的儲存與利用。本實用新型得到的產品甲醇和氨氣具有廣泛的工業應用領域，尤其是替代了化石能源如煤和石油，顯著降低CO₂的排放，具有環保和經濟的雙重收益，屬于一種顛覆性革新技術。

本公開的技術方案如下：

一種煙氣直接回收利用裝置，包括與煙道氣連通的甲醇合成反應器以及合成氨反應器；所述甲醇合成反應器以及合成氨反應器分別通過管道通入氫氣參與反應合成甲醇和氨。

在本公開的一些實施例中，所述煙氣直接回收利用裝置還包括氣體加壓裝置、甲醇分離器以及氨吸收塔；所述氣體加壓裝置、甲醇合成反應器、甲醇分離器、合成氨反應器、氨吸收塔以及氣體加壓裝置依次管道連通形成氣體循環通路。

在本公開的一些實施例中，所述甲醇分離器的出液口連通甲醇儲罐；所述甲醇分離器和合成氨反應器之間的氣體通路上串接第一冷凝分離器，所述第一冷凝分離器的出液口與甲醇儲罐連通。

在本公開的一些實施例中，所述氨吸收塔的出液口連通氨水儲槽；所述氨吸收塔和氣體加壓裝置之間的氣體通路上串接第二冷凝分離器，所述第二冷凝分離器的出液口與氨水儲槽連通。

在本公開的一些實施例中，所述氣體加壓裝置的煙道氣進氣通路上串接有煙氣脫硫塔，所述第二冷凝分離器和氣體加壓裝置之間的氣體通路上串接有熱交換器；所述熱交換器使循環氣與未脫硫的煙道氣換熱。

在本公開的一些實施例中，所述氫氣由一電解水反應器生成。