[发明专利]一种火电厂焦炭制氢系统和方法

权利要求书

1.一种火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，包括火电厂蒸汽供给管道、焦炭供给装置、焦炭制氢装置、气体净化与分离装置和二氧化碳供给管路；所述焦炭制氢装置包括一氧化碳生产单元和氢气生产单元；所述一氧化碳生产单元设有焦炭原料入料口、二氧化碳输入口和一氧化碳输出口，所述焦炭原料入料口连通于所述焦炭供给装置，所述二氧化碳输入口连通于所述二氧化碳供给管路的输出端；所述氢气生产单元包括有一氧化碳输入口、蒸汽输入口和混合气输出口，所述一氧化碳输入口连通于所述一氧化碳生产单元的一氧化碳输出口，所述蒸汽输入口连通于所述火电厂蒸汽供给管道的输出端，所述混合气输出口连通于所述气体净化与分离装置的输入口；所述气体净化与分离装置用于从混合气中分离出氢气和二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述焦炭制氢系统还包括启动阶段供给二氧化碳管路，所述启动阶段供给二氧化碳管路连接火电厂锅炉烟囱前的烟气引流管道或液态二氧化碳储罐，用于利用洁净烟气或液态二氧化碳满足启动阶段焦炭制氢装置中对二氧化碳的需求量。

3.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述气体净化与分离装置的二氧化碳输出口连通于所述二氧化碳供给管路。

4.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述火电厂蒸汽供给管道连通于所述火电厂锅炉的主蒸汽管道、汽轮机高压缸抽汽管道、汽轮机高压缸排汽管道、汽轮机再热热段蒸汽管道、汽轮机中压缸抽汽管道、汽轮机中压缸排汽管道中的任意一个或组合。

5.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述气体净化与分离装置的废气输出口连通于火电厂锅炉的烟气处理装置的烟气入口。

6.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述气体净化与分离装置的氢气输出口连通于氢气存储装置。

7.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述焦炭制氢装置的废液废渣废气排出口连通于所述火电厂的废渣废液废气处理装置。

8.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述系统的一氧化碳生产单元的排出口设置净化分离装置，所述净化分离装置连通于火电厂的废渣废液废气处理装置和/或火电厂烟气处理装置，用于对一氧化碳生产单元的排出物质进行净化分离，分离净化产生的废渣、废气、废液利用火电厂烟气处理装置或废气废液废渣处理装置进行无害化处理，分离的洁净的一氧化碳进入氢气生产单元。

9.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述氢气生产单元内一氧化碳与水蒸汽反应产生的热量传递给火电厂一次风、二次风或火电厂凝结水或热网循环水。

10.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，焦炭原料包括半焦、全焦、焦炭粉、焦炭颗粒、清洁型炭、兰炭、活性炭、含焦颗粒、焦油中的任意一种。

11.根据权利要求1所述的火电厂焦炭制氢系统，其特征在于，所述焦炭制氢装置所需热量由火电厂锅炉高温烟气、煤气、天然气、煤粉补燃燃烧器中任一种或多种产生的热量提供。

12.一种火电厂焦炭制氢方法，其特征在于，所述焦炭制氢方法包括下列步骤：

焦炭原料采用外购方式，或者利用火电厂原煤在焦化炉内通过高温、中温、低温中任意一种焦化反应生成焦炭；所述焦炭原料包括全焦、半焦、兰炭、型炭中的任意一种或组合；

所述焦炭原料通过焦炭供给装置供给焦炭制氢装置的一氧化碳生产单元，在启动阶段利用火电厂锅炉烟气中的二氧化碳或液态二氧化碳储罐满足一氧化碳生产单元的二氧化碳需求量；

所述焦炭制氢装置中反应所需热量由火电厂锅炉高温烟气、煤气、天然气、煤粉补燃燃烧器中任一种或多种产生的热量提供；

所述焦炭制氢装置正常运行后，气体净化分离单元分离出的二氧化碳进入二氧化碳供给管路，进入所述一氧化碳生产单元中与焦炭反应生成一氧化碳；

所述一氧化碳生产单元的排出口设置净化分离装置，对排出物质进行净化分离，分离净化产生的废渣、废气、废液利用火电厂烟气处理装置或废气废液处理装置进行无害化处理，分离的洁净的一氧化碳进入氢气生产单元；

所述洁净的一氧化碳进入所述氢气生产单元，与火电厂蒸汽供应管路提供的水蒸汽反应，生成氢气和二氧化碳；反应产生的热量传递给火电厂一次风、二次风或火电厂凝结水或热网循环水。