[发明专利]一种电厂烟气中二氧化碳回收与利用系统及方法

说明书

本发明提供的一种电厂烟气中二氧化碳回收与利用系统及方法，包括增压风机、第一吸收塔、溶液储罐、贫富液换热器、再生塔、冷凝器、气液分离器、CO₂缓冲罐、甲烷气体发生装置和甲烷提纯装置，通过将电厂烟道气中的CO₂分离纯化，利用等离子体法或催化法CO₂加氢转化为甲烷，实现弃电储能转化、副产氧气、CO₂捕集与化工利用的一体化；解决了电厂烟气碳减排的CO₂出路问题；同时有效实现了甲烷气体中混杂的CO₂气体的回收再利用，并实现了在同一再生塔内进行CO₂富液解吸；实现单塔再生CO₂富液，降低投资运行成本。

技术领域

本发明属于电厂烟气净化、二氧化碳减排技术领域，具体涉及一种电厂烟气中二氧化碳回收与利用系统及方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是导致全球气候变化的主要温室气体，CO₂的捕集、利用与封存已成为国际社会关注的热点问题之一。2017年我国CO₂总排放量达93.3亿吨，其中电力行业排放量约占35％，是我国温室气体的主要排放源。此外，炼钢、水泥、化工(如合成氨、制氢、天然气净化)等工业领域也存在大量CO₂排放。目前我国燃煤电厂CO₂回收主要是通过化学吸收和变温再生方法将烟气中的CO₂分离，再通过压缩、液化、精制等手段得到工业级或食品级CO₂产品。但CO₂产品市场容量有限且产品附加值低，该技术途径应用规模很小，目前燃我国最大的煤电厂CO₂捕集装置规模仅为12万吨/年。因此，要实现燃煤电厂CO₂大规模减排，迫切需要解决CO₂高附加值利用问题。

CO₂是碳和含碳化合物的最终氧化产物，广泛存在于自然界中，其含碳量是现有化石燃料含碳量的10倍。随着煤炭、石油等化石能源逐渐消耗，CO₂将成为主要的碳源，而且CO₂性质稳定，易于运输和储藏，若能有效利用，其工业前景十分可观。此外，随着社会经济的发展，光伏、风电及水电等非碳可再生能源占比大幅增加，但由于地域匹配和电网消纳的问题，面临着大量弃光、弃风、弃水等难题，导致资源的巨大浪费。

目前我国天然气人均占有率不到世界的10％，近年来环境问题日益凸显，天然气消费比例持续增长，我国天然气对外依存度已接近40％，未来将超过50％。因此，如果能够将电厂烟气中的CO₂有效回收并利用将会对我国未来能源体系和消费结构产生重大影响，同时有助于实现电力行业大规模CO₂减排。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的电厂烟气中的CO₂得不到有效利用，提供一种电厂烟气中二氧化碳回收与利用系统；本发明将电厂烟气中CO₂有效回收并利用非碳电能转化为天然气等化学能，实现能量高密度储运，具体地，是将烟气中CO₂回收并加氢转化甲烷，实现了CO₂高附加值利用和非碳电能化学转化，扩大了产品出路，提高了电厂烟气脱碳技术的经济效益，具有良好的应用前景。

本发明采用以下技术方案：