一种碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114852963A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210609283.4(22)申请日2022.05.31(71)申请人宝武清洁能源有限公司地址200941上海市宝山区四元路19号35幢666室(72)发明人饶文涛魏炜蔡方伟李文武吴亦伟(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236专利代理师胡晶(51)Int.Cl.C01B3/24(2006.01)C01B3/34(2006.01)C01B32/40(2017.01)C25B1/04(2021.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统(57)摘要本发明公开了一种碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，包括氢基燃料系统、氧基助燃剂系统、碳基燃料转化系统和尾气碳循环系统，气态碳基燃料转化系统为碳基燃料逐步转化为纯氢基燃料的系统，包括过渡阶段的碳基混合氢基系统和纯氢基系统；氢基燃料系统与加热炉系统连通，为加热炉系统提供氢基燃料；氧基助燃剂系统与加热炉系统连通，为加热炉系统提供氧基助燃剂；尾气碳排放循环系统与加热炉系统的烟气排放系统连通，用于将烟气中的二氧化碳分解为作为燃料的一氧化碳。本发明以碳基燃料转化系统为核心，配备氢基燃料系统、氧基助燃剂系统和尾气碳排放循环系统，实现零碳排放。CN114852963ACN114852963A权利要求书1/1页1.一种碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，包括加热炉系统，其特征在于，包括氢基燃料系统、氧基助燃剂系统、碳基燃料转化系统和尾气碳循环系统，所述气态碳基燃料转化系统为碳基燃料逐步转化为纯氢基燃料的系统，包括过渡阶段的碳基混合氢基系统和纯氢基系统，所述氢基燃料系统与所述加热炉系统连通，为所述加热炉系统提供氢基燃料，所述氢基燃料系统为可再生能源发电结合电解槽制备氢基燃料；所述氧基助燃剂系统与所述加热炉系统连通，为所述加热炉系统提供氧基助燃剂，所述氧基助燃剂系统为可再生能源发电结合空分系统制备氧基助燃剂；所述尾气碳排放循环系统与所述加热炉系统的烟气排放系统连通，用于将烟气中的二氧化碳分解为作为燃料的一氧化碳。2.根据权利要求1所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述碳基燃料为混合煤气，此时所述碳基混合氢基系统的燃料为混合煤气和体积分数20‑30％氢气的混合燃料。3.根据权利要求1所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述碳基燃料为天然气，此时所述碳基混合氢基系统的燃料为天然气和体积分数10‑20％氢气的混合燃料。4.根据权利要求1所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述碳基混合氢基系统的燃料为碳基燃料和液氨燃料的混和体。5.根据权利要求4所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述加热炉系统的燃烧器安装液氨喷嘴。6.根据权利要求4所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述加热炉系统的燃烧器改造为氨燃烧器。7.根据权利要求4所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述液氨燃料来自于氨基燃料制备系统，所述氨基燃料制备系统采用可再生能源发电制备氨基燃料。8.根据权利要求1所述的碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统，其特征在于，所述电解槽选自碱性电解槽ALE、质子交换膜电解槽PEM或高温固体氧化物电解槽SOEC中的任意一种或几种混合。2CN114852963A说明书1/4页一种碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统技术领域[0001]本发明属于氢能源在炼钢行业的应用及装备技术领域，尤其涉及一种适用于现役轧钢过程中加热炉碳基燃料向氢燃料转化的零碳排放加热系统。背景技术[0002]随着国家双碳战略的实施，作为碳排放大户的钢铁行业，需要探索在全流程实现零碳排放的技术。特别是在钢铁生产工艺中，轧钢过程中的加热工序的碳排放是初炼铁以外最大的，随着国家双碳目标的要求提出，急需找到能实现零碳的技术。[0003]而氢能是零碳能源，可以实现源头减碳，同时又能保障加热工艺的要求。同时随着气体制备技术的进步，助燃剂也可以由空气向富氧、纯氧过渡，结合新的燃料和新的助燃剂的特点，合理组织燃烧技术，实现优化燃烧。[0004]但目前轧钢过程中的加热炉窑的燃料还是碳基燃料，若将碳基燃料全部变为纯氢基燃料，需要将目前的加热炉和运输管道全部换掉，从成本上说，势必不太现实，因此需要一种碳基燃料逐步向氢基燃料适应的零碳排放加热系统。[0005]势必需要全新改造目前的加热炉，那将需要较大的成本，因此逐步的将氢基燃料替代碳基燃料较为稳妥，因此[0006]以上各类气体的制备中使用到的电能均是绿电，通过以上将氢能贯穿到加