燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114262902A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202210074418.1B01D53/78(2006.01)(22)申请日2022.01.21B01D53/96(2006.01)C07C1/12(2006.01)(71)申请人中国电力工程顾问集团华北电力设C07C9/04(2006.01)计院有限公司C07C31/04(2006.01)地址100120北京市西城区黄寺大街甲24号(72)发明人冯静彭红文(74)专利代理机构北京申翔知识产权代理有限公司11214代理人艾晶(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B9/65(2021.01)C25B15/08(2006.01)B01D53/62(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统及方法(57)摘要本发明涉及一种燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，包括碳捕集子系统、电解水子系统、产品转化子系统、可再生能源发电子系统以及富氧燃烧子系统。本发明还涉及一种燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品方法，至少包括电解水过程、碳捕集过程和产品转化过程。本发明的方案实现了不同工艺系统的产品和原料的整合以及能量的梯级利用，耦合系统的能量转化效率相比独立系统得到提升，解决了燃煤电厂碳捕集的下游利用、化工产品的原料供应和匹配以及锅炉富氧燃烧的氧气来源问题，既实现了经济可行的燃煤电厂碳捕集和灵活性改造，也达到了碳减排与二氧化碳资源化利用的目标。CN114262902ACN114262902A权利要求书1/2页1.一种燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，包括碳捕集子系统(1)、电解水子系统(2)、产品转化子系统(3)、可再生能源发电子系统(4)以及富氧燃烧子系统(5)；所述可再生能源发电子系统(4)与所述电解水子系统(2)相连接，所述电解水子系统(2)具有氧气输出端和氢气输出端，所述氧气输出端与所述富氧燃烧子系统(5)相连接，所述氢气输出端与所述产品转化子系统(3)相连接，所述碳捕集子系统(1)具有二氧化碳输出端，所述二氧化碳输出端与所述产品转化子系统(3)相连接。2.如权利要求1所述的燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，所述碳捕集子系统(1)包括吸收塔(11)、再生塔(12)和二氧化碳储罐(13)；所述吸收塔(11)与所述再生塔(12)之间通过贫富液循环系统相连接；所述贫富液循环系统具有管路系统，在所述吸收塔(11)、所述再生塔(12)和所述贫富液循环系统中容纳有吸收剂；所述再生塔(12)和所述二氧化碳储罐(13)通过管路连接；所述吸收塔(11)的顶部具有水洗设备(14)。3.如权利要求2所述的燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，所述电解水子系统(2)包括电解槽(21)、补水装置(22)、碱液制备补充装置(23)、氢气纯化装置(24)、氢气储罐(25)、氧气纯化装置(26)以及氧气储罐(27)；所述补水装置(22)具有第一出水管和第二出水管，所述第一水管连接所述电解槽(21)，所述第二水管连接所述碱液制备补充装置(23)，所述碱液制备补充装置(23)连接所述电解槽(21)；所述电解槽(21)连接有循环冷却装置(28)；所述电解槽(21)的阳极一端通过管路连接有所述氧气纯化装置(26)，所述氧气纯化装置(26)的另一端连接所述氧气储罐(27)；所述电解槽(21)的阴极一端通过管路连接有所述氢气纯化装置(24)，所述氢气纯化装置(24)的另一端连接所述氢气储罐(25)。4.如权利要求3所述的燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，所述产品转化子系统(3)包括依次相连的混合器(31)、预热器(32)、反应器(33)、冷凝器(34)和气液分离器(35)；所述二氧化碳储罐(13)与所述混合器(31)通过第一缓冲罐(131)相连，所述氢气储罐(25)与所述混合器(31)通过第二缓冲罐(251)相连。5.如权利要求1所述的燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，所述产品转化子系统(3)具有副产物水输出端，所述副产物水输出端与所述电解水子系统(2)通过管路相连接。6.如权利要求4所述的燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品系统，其特征在于，所述气液分离器(35)具有副产物水输出端，所述副产物水输出端与所述补水装置(22)通过管路相连接。7.一种燃煤电厂碳捕集耦合电解水制氢联产化工品方法，其特征在于，至少包括：电解水过程，通过电解除盐水产生氢气并进行收集；碳捕集过程，通过碳捕集技术收集烟气中的二氧化碳；产品转化过程，使所述氢气和所