[发明专利]一种耦合煤气化的富氢反应系统及煤气化的除碳方法

说明书

本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种耦合煤气化的富氢反应系统。耦合煤气化的富氢反应系统包括煤气化装置，其底部设有蒸汽进口和煤进口，其顶部设有合成气出口；富氢反应器，其底部设有合成气进口和第一固相出料口，合成气进口与合成气出口连通，富氢反应器上还设有第一气相出料口和第一固相进料口；热分解反应器，其底部设有第二固相出料口，第二固相出料口与第一固相进料口连通，热分解反应器上还设有第二固相进料口和第二气相出料口，第二固相进料口与第一固相出料口连通，太阳能热源，适于为热分解反应器提供热量。本发明提供的耦合煤气化的富氢反应系统，脱碳效果较好，富氢产率高，并且大幅降低了脱碳的能耗。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体涉及一种耦合煤气化的富氢反应系统及煤气化的除碳方法。

背景技术

中国火电装机容量达到11.4亿千瓦，我国当前的能源结构仍然以煤为主，占能源消费量的58％。其中，相比于传统的燃煤发电技术，整体煤气化技术性能更高，有利于进一步降低碳排放。

煤气化是指煤或焦炭、半焦等固体燃料在高温常压或加压条件下与气化剂反应，转化为气体产物和少量残渣的过程。气化剂主要是水蒸气、空气或它们的混合气，气体产物视所用原料煤质、气化剂的种类和气化过程的不同而具有不同的组成，可分为空气煤气、半水煤气、水煤气等。

气化剂采用水蒸气的煤气化中，所得气体为水煤气，水煤气主要包含CO和H₂，经过一个水煤气变换反应，CO就变成了CO₂。此时，C0₂的去除对于提高H₂的纯度具有协同强化作用。现有采用PSA提纯H₂，脱碳效果较差，难以实现较高的富氢效果，且吸附剂多依赖传统化石能源再生，所以也会造成较大的能耗。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中煤气化脱碳效果差且能耗大的缺陷，从而提供一种耦合煤气化的富氢反应系统及煤气化的除碳方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种耦合煤气化的富氢反应系统，包括：

煤气化装置，其底部设有蒸汽进口和煤进口，其顶部设有合成气出口；

富氢反应器，其底部设有合成气进口和第一固相出料口，所述合成气进口与所述合成气出口连通，所述富氢反应器上还设有第一气相出料口和第一固相进料口；

热分解反应器，其底部设有第二固相出料口，所述第二固相出料口与所述第一固相进料口连通，所述热分解反应器上还设有第二固相进料口和第二气相出料口，所述第二固相进料口与所述第一固相出料口连通；

太阳能热源，适于为所述热分解反应器提供热量。

可选的，还包括：

材料再生储罐，其设有第三固相进料口和第三固相出料口，所述第三固相进料口与所述第一固相出料口连通，所述第三固相出料口与所述第二固相进料口连通。

可选的，所述太阳能热源设于所述材料再生储罐上，且适于吸收、储存太阳能并为所述热分解反应器供热。

可选的，所述第一气相出料口适于连接燃气轮机联合余热锅炉发电，所述第二气相出料口适于连接CO₂汽轮机联合余热锅炉发电。

可选的，还包括：

水储罐，其进口与所述燃气轮机和/或CO₂汽轮机连接,且适于接收余热，所述水储罐的出口与所述蒸汽进口连通。

可选的，还包括：

氧化物储罐，其与所述第二固相出料口连通，所述氧化物储罐的底部设有物料出口，所述物料出口与所述第一固相进料口连通。

可选的，还包括：