[发明专利]一种烟气回收利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种烟气回收利用系统及方法，具体是利用高温烟道气的热量对煤进行热解，然后将煤热解产生的热解气与烟道气中的二氧化碳反应，生成合成气一氧化碳和氢气。本发明实现了对高温烟道气中热量和二氧化碳的回收利用，减少了能量的损失，同时达到了二氧化碳减排的目的，并且生成的一氧化碳和氢气可以作为合成氨和合成甲醇的原料。

技术领域

本发明涉及一种烟气回收利用系统及方法，具体涉及烟道气循环利用及合成气制备，属于化工技术领域。

背景技术

合成气是一种含有氢气和一氧化碳的混合气体。合成气可用制备多种化工产品，例如，合成气通过费托方法制备液态烃，包括烯烃，也可以用于制备甲醇等。合成气通常由甲烷大规模生成，其中生成方法主要有三种，一是通过甲烷水蒸气重整，二是通过甲烷氧化法重整，三是通过甲烷二氧化碳重整，这些方法在使用过程中或多或少存在着问题。例如水蒸气重整过程可能受焦炭形成的影响，可能需要周期性的催化剂再生，并且重整过程中需要大量的热量。

中国专利CN1935634A公开了一种采用循环流化床的吸附强化甲烷水蒸气重整制氢工艺和装置，将甲烷水蒸气重整制氢工艺中的催化作用于吸附过程同时在复合催化剂上进行。复合催化剂在使用一段时间由于达到吸附平衡需要进行再生，以恢复吸附活性。因此需要将复合催化剂定期送入再生单元中进行再生。但是，频繁再生过程增加了催化剂的还原过程，同时也使催化剂经历了不必要的高低温变换，催化剂中的活性组分易被氧化钙包覆，从而导致催化剂活性下降，影响制氢效果。

公开号为CN 101721957 B的专利公开了一种连续催化CH₄-CO₂重整反应器，在倒“T”型反应器顶部设有催化剂加料机构，并采用螺旋输送机连续加入催化剂，实现连续操作，底部两侧连通用相对应的左横侧臂和右横侧臂，两端设有O₂进料与焦炉煤气进料，底部设有卸料机构和水封装置防止污染，反应器中设催化床，上侧面设出气口。但这套装置结构复杂，工业上难放大投产，而且这个设备投资大，难以实现工业化。

公开号为 CN 1648034 A的专利公开了一种二氧化碳-甲烷重整制合成气工艺，该工艺是在热转化反应器的高温炭体系中加入预热富含CH₄气和CO₂、水蒸汽和氧气，使温度升高到950℃以上，在H₂O-O₂辅助条件下，高温C和H₂O、O₂及输入的H₂、CH₄以及CO₂进行化学反应生成合成气，然后降温换热被输出。本发明反应温度高，催化剂具有消耗性，需要消耗大量的水蒸气。

发明内容

针对目前制备合成气过程中存在的问题，本发明提供了一种烟气回收利用系统及方法，实现对烟道气中热量和二氧化碳的回收利用，具体是将高温烟道气的热量回收进行煤热解，然后将烟道气中的二氧化碳与煤热解产生的热解气反应生成合成气氢气和一氧化碳。

本发明提供了一种烟气回收利用系统，包括反应炉、烟道气二氧化碳吸收装置、二氧化碳收集装置及吸收液再生装置和氮气加热装置；

所述反应炉主体为圆柱型结构，上下均为圆台形结构，圆柱从内到外依次设有烟气换热单元、煤热解单元和合成气单元，所述烟气换热单元顶部设置烟气进口，下部设置烟气出口，并且换热单元与煤热解单元通过高温导热砖隔开，高温导热砖上设置有翅片结构；

所述煤热解单元顶部设置有加煤口，底部设置焦炭排出口，煤热解单元均匀设置有13根氮气通入管，氮气通入管上均匀设置有排气孔，并且煤热解单元与合成气单元之间通过不锈钢隔开，不锈钢上设置有均匀的排气孔；

所述合成气单元下部设置有二氧化碳进气口，中部设置有合成气反应区，上部设置有合成气出口，合成气反应区填充催化剂，并且合成气反应区上设置有催化剂加入口和排出口，合成气出口连接有双层管道，合成气单元外壁设置有加热装置和保温壁；