[发明专利]一种火电厂热解制氢系统及制氢方法

说明书

本发明公开了一种火电厂热解制氢系统，包括电站锅炉、汽轮机和发电机设备，还包括：入料部、气化炉、气体净化及分离装置、高温烟气引出管和废气回流管，所述气化炉用于将煤炭、生物质、垃圾、污泥燃料中的任意一种热解为富含氢气的热解混合气；所述气体净化及分离装置将混合气进行净化和分离得到氢气；所述电站锅炉炉膛有高温烟气引出管，高温烟气引出管连接所述气化炉，所述气化炉连接气体净化及分离装置，净化分离的废气通过废气回流管连接排入电站锅炉炉膛或烟道。

技术领域

本发明属于热解气化制氢领域，具体为利用电站锅炉烟气或水蒸气热解煤炭、生物质、垃圾或污泥制氢。

背景技术

氢是目前公认的最洁净的燃料，也是非常重要的化工原料。因此，氢将成为21世纪的一种非常重要的洁净能源。目前，世界各国对制氢技术的发展都给予了高度重视。一般说来，,制氢技术可以分为两大类：（1）水电解制氢；（2）从其它一次能源转换制氢，主要是以化石能源(煤、石油、天然气)为原料与水蒸汽在高温下发生转化反应，化石能中的碳先变为CO，再通过CO变换(即水煤气变换)反应，在CO转化为CO2的同时，H2O转变成了氢。

从其它一次能源转换制氢，例如从煤及可再生能源燃料热解气化制氢，是未来氢气的一个重要来源。现有技术有超临界水流化床反应器，并在国内专利201610570395.8中改进发明了一种残液再循环的煤的超临界水气化制氢装置及方法，但超临界水气化装置高温高压，装置本身耗能巨大。国内专利201610152324.6发明了一种生物质裂解气与生物质炭气固同步气化制取富氢气体的方法，该气化装置气固同步气化反应的温度为700-850℃，也需要消耗大量能源。

如何降低热解气化制氢过程中的高温水蒸汽及其他工质能耗成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种火电厂热解制氢系统及制氢方法，将煤炭、生物质、垃圾或污泥热解气化为可燃热解混合气，再经过净化和分离，从而实现火电厂的热解制氢工艺。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种火电厂热解制氢系统，包括电站锅炉、汽轮机和发电机设备，还包括：入料部、气化炉、气体净化及分离装置、高温烟气引出管和废气回流管，其中：

所述气化炉用于将煤炭、生物质、垃圾、污泥燃料中的任意一种热解为富含氢气的热解混合气；

所述气体净化及分离装置将混合气进行净化和分离得到氢气；

所述电站锅炉炉膛有高温烟气引出管，高温烟气引出管连接所述气化炉，所述气化炉连接气体净化及分离装置，净化分离的废气通过废气回流管连接排入电站锅炉炉膛或烟道。

较佳的，所述气化炉包括催化剂添加口，所述催化剂根据送入气化炉的燃料类型对应选取。

较佳的，所述气化炉包括水蒸汽引入管，所述水蒸汽引入管将部分火电厂汽轮机主蒸汽或抽汽引入气化炉。

较佳的，所述气化炉能够采用富氧气化技术，利用富氧气体作为气化剂，将其引入气化炉，提高气化炉产气率和混合气产氢率。

较佳的，所述气体净化及分离装置净化分离得到的氢气送入储氢罐或对外输送的氢气管道，以瓶装气、撬罐车或管道气形式对外销售。

较佳的，所述气体净化及分离装置净化分离得到的废气，根据其温度送回电站锅炉烟道再热器前、省煤器前、空气预热器前、脱硝装置前任一位置。

较佳的，所述气化炉包括煤炭、生物质、垃圾或污泥进料口和排渣口，和热解混合气出气口，所述热解混合气出气口连接气体净化及分离装置供气管路。

一种火电厂热解制氢方法，所述方法使用前述火电厂热解制氢系统，所述方法包括：