O2多級壓縮單元6，CO2多級壓縮單元6將氣態(tài)的CO2Ie壓縮成液態(tài)C0220后輸送至其他工藝或進行儲存，從而完成碳捕集；
[0042]而潔凈合成氣通過酸性氣體脫除單元的合成氣出口進入甲醇合成及精餾單元，甲醇合成及精餾單元將潔凈合成氣制成精甲醇。
[0043]本碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)在制造甲醇的過程中利用有機郎肯余熱發(fā)電單元進行余熱發(fā)電工藝，其過程如下所述:
[0044]A、進入CO2多級壓縮單元6的氣態(tài)CO 216被壓縮成液態(tài)C0220，CO2多級壓縮單元6在壓縮氣態(tài)CO2時產生大量過熱水21，過熱水21通過第一廢熱鍋爐31、第二廢熱鍋爐35、第一汽包44和第二汽包45汽化，從而形成水蒸汽24 ;此水蒸汽進入有機郎肯余熱發(fā)電單元8中的蒸發(fā)器46，則水蒸汽對蒸發(fā)器46中的有機工質進行加熱，從而使有機工質轉換成有機蒸汽，而有機蒸汽推動膨脹機47，則膨脹機47帶動發(fā)電機48產生電力；
[0045]B、推動膨脹機47的有機蒸汽自膨脹機47出來后，依次經過回熱器49、冷卻器50后恢復變?yōu)橐簯B(tài)的有機工質，液態(tài)的有機工質再通過加壓泵51送回回熱器49后再重新回到蒸發(fā)器46 ；
[0046]C、水蒸汽通過蒸發(fā)器46后形成凝結水23，凝結水23進入水處理單元9進行降溫除雜后形成冷卻水22，冷卻水22回到CO2多級壓縮單元6，從而形成冷卻循環(huán)水。
[0047]在步驟A中，置于蒸發(fā)器46中的有機工質被加熱前的溫度為50_60°C;而有機工質被水蒸汽加熱后得到的有機蒸汽的溫度為150-190°C ;通過加壓泵51抽回至蒸發(fā)器46的有機工質的溫度為25-35 °C。
[0048]上述【具體實施方式】為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不能對本發(fā)明進行限定，其他的任何未背離本發(fā)明的技術方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，包括依次連接的德士古氣化單元、凈化除塵單元、水煤氣變換單元、酸性氣體脫除單元和甲醇合成及精餾單元，所述酸性氣體凈化單元連接有硫回收單元和CO2多級壓縮單元；其特征在于:還包括有機郎肯余熱發(fā)電單元和水處理單元，所述水煤氣變換單元、有機朗肯余熱發(fā)電單元、水處理單元和CO2多級壓縮單元依次首尾連接。2.根據(jù)權利要求1所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，其特征在于:所述有機郎肯余熱發(fā)電單元包括蒸發(fā)器、回熱器、冷凝器、膨脹機和發(fā)電機，所述蒸發(fā)器的蒸汽入口與水煤氣變換單元的蒸汽出口連接，所述蒸發(fā)器的凝結水出口與水處理單元的凝結水入口連接；所述蒸發(fā)器的工質出口與膨脹機連接，所述膨脹機的工質出口與回熱器的熱端入口連接的，所述膨脹機的驅動軸與發(fā)電機連接；所述回熱器的熱端出口與冷凝器的熱端入口連接，所述冷凝器的熱端出口與通過加壓泵與回熱器的冷端入口連接，所述回熱器的冷端出口與蒸發(fā)器的工質入口連接。3.根據(jù)權利要求2所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，其特征在于:所述水處理單元包括依次連接的凝汽器、冷卻塔、蓄水池和排水罐，所述冷凝器凝結水入口與蒸發(fā)器的凝結水出口連接，所述排水罐的出水口與CO2多級壓縮單元的冷卻水入口連接。4.根據(jù)權利要求3所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，其特征在于:所述水煤氣變換單元包括第一變換反應器、第二變換反應器、第一廢熱鍋爐、第二廢熱鍋爐、第一汽包和第二汽包，所述第一變換反應器的進氣口與除塵凈化單元連接，所述第一變換反應器的出氣口與第一廢熱鍋爐的熱端進口連接，所述第一廢熱鍋爐的熱端出口與第二變換反應器的進氣口連接，所述第二變換反應器的出氣口與第二廢熱鍋爐的熱端進口連接，所述第二廢熱鍋爐的熱端出口與酸性氣體脫除單元的合成氣體進口連接； 所述0)2多級壓縮單元的過熱水出口與第二廢熱鍋爐的進水口連接，所述第二廢熱鍋爐的過熱水出口與第一汽包的過熱水入口連接，所述第一汽包的蒸汽出口與發(fā)生器的蒸汽入口連接；所述第一汽包的熱水出口與第一廢熱鍋爐的進水口連接，所述第一廢熱鍋爐的過熱水出口與第二汽包的過熱水入口連接，所述第二汽包的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入口連接。5.根據(jù)權利要求4所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，其特征在于:所述0)2多級壓縮單元包括多個CO 2壓縮器和多個壓縮冷卻器，多個所述CO 2壓縮器和多個壓縮冷卻器依次交替連接，位于首位的CO2壓縮器與酸性氣體脫除單元連接，多個所述壓縮冷卻器的進水口均與排水罐的出水口連接，多個所述壓縮冷卻器均的出水口均與第二廢熱鍋爐的進水口連接。6.一種基于權利要求4或5所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)的制甲醇方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)水煤漿和氧氣進入德士古氣化單元后形成合成氣，所述合成氣依次通過凈化除塵單元和水煤氣變換單元后進入酸性氣體凈化單元，酸性氣體凈化單元將合成氣中的氣態(tài)0)2分離出來，則分離出來的氣態(tài)CO2進入CO2多級壓縮單元；酸性氣體凈化單元產生的潔凈合成氣自酸性氣體凈化單元的合成氣出口進入甲醇合成及精餾單元，從而制得精甲醇； (2)在步驟(I)中，進入CO2多級壓縮單元的氣態(tài)CO2被壓縮成液態(tài)CO2，0)2多級壓縮單元在壓縮氣態(tài)CO2時產生大量過熱水，過熱水通過第一廢熱鍋爐、第二廢熱鍋爐、第一汽包和第二汽包汽化，從而形成水蒸汽；此水蒸汽進入有機郎肯余熱發(fā)電器中的蒸發(fā)器，則水蒸汽對蒸發(fā)器中的有機工質進行加熱，從而使有機工質轉換成有機蒸汽，而有機蒸汽推動膨脹機，則膨脹機帶動發(fā)電機產生電力； (3)推動膨脹機的有機蒸汽自膨脹機出來后，依次經過回熱器、冷卻器后恢復變?yōu)橐簯B(tài)的有機工質，液態(tài)的有機工質再通過加壓泵送回回熱器后再重新回到蒸發(fā)器； (4)水蒸汽通過蒸發(fā)器后形成凝結水，凝結水進入水處理單元進行降溫除雜后形成冷卻水，冷卻水回到CO2多級壓縮單元，從而形成冷卻循環(huán)水。7.根據(jù)權利要求6所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)的制甲醇方法，其特征在于:步驟(I)中的德士古氣化單元合成水煤漿和氧氣時的氧化溫度為1200-1400。。。8.根據(jù)權利要求6所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)的制甲醇方法，其特征在于:步驟(I)中水煤氣變換單元對自德士古氣化單元出來的合成氣進行兩段高溫耐硫變換工藝，即其中第一變換反應器對合成氣的加熱溫度為400-450°C，而第二變換反應器對合成氣的加熱溫度為350-400°C。9.根據(jù)權利要求6所述的碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)的制甲醇方法，其特征在于:在步驟(2)中，置于蒸發(fā)器中的有機工質被加熱前的溫度為50-60°C ;而有機工質被水蒸汽加熱后得到的有機蒸汽的溫度為150-190°C ;通過加壓泵抽回至蒸發(fā)器的有機工質的溫度為25-35 °C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)，包括依次連接的德士古氣化單元、凈化除塵單元、水煤氣變換單元、酸性氣體脫除單元和甲醇合成及精餾單元，所述酸性氣體凈化單元連接有硫回收單元和CO2多級壓縮單元；還包括有機郎肯余熱發(fā)電單元和水處理單元，所述水煤氣變換單元、有機郎肯余熱發(fā)電單元、水處理單元和CO2多級壓縮單元依次首尾連接。同時，本發(fā)明還提供一種碳捕集和余熱發(fā)電耦合的煤氣化制甲醇系統(tǒng)的制甲醇方法。本發(fā)明優(yōu)化了水煤氣變換單元的蒸汽利用方式，減少了廢熱的排放和額外冷卻所需功耗，到達節(jié)能降耗的目的。
【IPC分類】F01K25/08, C07C31/04, C07C29/80, C07C1/04
【公開號】CN104987280
【申請?zhí)枴緾N201510400961
【發(fā)明人】錢宇, 劉霞, 梁嘉能, 楊思宇
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月9日