[发明专利]一种火电耦合甲醇制氢的新型热力系统

说明书

本发明涉及一种火电耦合甲醇制氢的新型热力系统，所述系统包括火力发电子系统以及甲醇制氢子系统，所述甲醇制氢子系统包括依次连接的蒸汽传输模块、制氢模块和分离模块；所述制氢模块包括依次连接的给料装置、一次加热装置、二次加热装置、混合装置和反应装置；所述混合装置用于混合蒸汽原料和甲醇气体原料以作为反应原料；本发明通过火力发电系统和甲醇制氢系统的耦合，实现了将传统能源系统热能利用提升为物理能化学能综合梯级利用，提高热能利用率；同时为即将到来的氢能社会提供低成本、低能耗及供应稳定的氢源。

技术领域

本发明涉及氢气制备技术领域，尤其涉及一种火电耦合甲醇制氢的新型热力系统。

背景技术

目前，近年来，伴随着我国能源革命的深入推进，万亿氢燃料汽车市场逐渐形成，国家层面和各省市氢能政策及规划频出，带动了氢气需求徒增，而先进可靠的制氢技术成为影响氢能产业的关键环节。现有主流制氢技术路线中的化工原料制氢，具有制取氢气纯度相对较高和反应要求低等优点，且化工原料制氢原料易获得，具有规模效应，是我国制氢技术从现阶段煤化工和工业副产物为主的“黑氢”发展到可再生能源制氢“绿氢”的过渡阶段必经之路。其中，甲醇制氢投资适中，市场上具有各种规模的成熟制氢设备，且反应温度压力要求低，反应条件温和，氢气选择性好，是化工原料制氢中优良的技术路线。

CN103387210A提供了甲醇水制氢方法，但是该系统中的重整反应器中设有燃烧室为重整反应提供能量，而且在燃烧过过程中由于温度的不可控会严重影响重整反应的过程及重整器的寿命。CN202808344U提供了一种高效的甲醇制氢系统，但是其还要对重整反应器的反应后气体经过二次加热才可以进行氢气的分离，对热能的综合利用率较低，耗能较多。因此，目前解决甲醇制氢过程中耗能高，热能利用率低下尤为重要

与此同时，由于我国能源结构加速调整，新能源发电装机占全国装机总容量比重日益增加，对火电机组参与深度调峰能力不断提出更高要求，火电发电量下降也导致了火电生存发展面临严峻考验。为此，部分火电厂进行机组供热改造，积极拓展供工业蒸汽和热水能力，但存在供暖季节性明显和供热蒸汽受到工厂产量影响等瓶颈。因此，如何争取更多发电利用小时数，深度挖掘火电机组供热能力，进一步提高火电机组的综合能源利用效率及提效创收是目前火电亟待解决的重要问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种火电藕合甲醇制氢的新型热力系统，以实现将传统能源系统热能利用提升为物理能化学能综合梯级利用，提高热能利用率；同时为即将到来的氢能社会提供低成本、低能耗及供应稳定的氢源。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种火电耦合甲醇制氢的新型热力系统，所述系统包括火力发电子系统以及甲醇制氢子系统，所述甲醇制氢子系统包括依次连接的蒸汽传输模块、制氢模块和分离模块。

所述蒸汽传输模块的进气口和所述火力发电子系统的汽轮机压力缸相连接。

所述制氢模块包括依次连接的给料装置、一次加热装置、二次加热装置、混合装置和反应装置；所述混合装置用于混合蒸汽原料和甲醇气体原料以作为反应原料。

所述蒸汽传输模块的出气口和所述反应装置的热源入口相连接。

所述反应装置的热源出口连接的管路分出第一支路以及第二支路，所述第一支路与所述火力发电子系统的蒸汽回收模块相连，所述第二之路与所述二次加热装置的热源入口相连，所述二次加热装置的热源出口与所述火力发电子系统的蒸汽回收模块相连。

所述反应装置的出料口和所述一次加热装置的热源进口相连接。

所述一次加热装置的热源出口和所述分离模块的进料口相连接。