[发明专利]一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法及系统

权利要求书

1.一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1采用有机胺捕集烟气中的二氧化碳，解吸得到二氧化碳并存储，实现碳捕集；

S2利用波动电力制取波动氢气并输入反应器；

S3在反应器中输入二氧化碳并根据氢气输入量实时调控；

S4将二氧化碳和氢气催化反应制取甲烷；

S5将制取甲烷反应产生的热量传递到碳捕集再利用。

2.根据权利要求1所述的一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：通过吸收塔对烟气中二氧化碳进行吸收，吸收富液泵入解吸塔，并回收贫液中的热量，解吸塔通过蒸汽加热再沸器，解吸塔塔顶输出气体进行冷却并分离水，得到二氧化碳，送入储罐。

3.根据权利要求1所述的一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：电解水制氢子系统中直接输入波动的可再生电力，通过电解水得到波动氢气，波动氢气除水增压后通过管道直接输送至氢碳制甲烷反应器。

4.根据权利要求1所述的一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，所述步骤S3对输入氢碳制甲烷反应器内的氢气和二氧化碳的比例进行监测，根据监测结果控制二氧化碳的输出流量，控制的比例为4:1-4.1:1。

5.根据权利要求1所述的一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：氢气和二氧化碳混合进入一段反应器，经过冷却除水进入二段反应器，经过冷却除水得到甲烷。

6.根据权利要求5所述的一种联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：二段反应器中的甲烷输出后，在氢碳制甲烷反应器中通入纯净水进行蒸发，将反应释放的热量移出，将蒸发得到的蒸汽传输至解吸塔的再沸器，通过蒸汽加热再沸器实现热量再利用。

7.一种应用联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法的系统，其特征在于，包括：

电解水制氢子系统，用于利用波动电力制取波动氢气，与氢碳制甲烷子系统相连；

二氧化碳捕集子系统，用于采用有机胺捕集燃料燃烧烟气中的二氧化碳，与氢碳制甲烷子系统相连；

氢碳制甲烷子系统，用于利用波动的氢气，并实时调控输入的二氧化碳，在反应器中催化转化为甲烷。

8.根据权利要求7所述的一种应用联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法的系统，其特征在于，所述电解水制氢子系统包括依次相连的汽化器（1）和电解槽（4），在汽化器（1）和电解槽（4）之间设有气体混合器（2）、预热器（3），在电解槽（4）输出端分别与氧气冷却器（5）、氢气冷却器（6）相连，氢气冷却器（6）输出端经过气液分离罐（7）和氢气压缩机（8）与氢碳制甲烷子系统输入端相连。

9.根据权利要求7所述的一种应用联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法的系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集子系统包括依次相连的吸收塔（9）、解吸塔（12）和气液分离器（14），吸收塔（9）与解吸塔（12）之间设有液体泵（10）、换热器（11），解吸塔（12）与气液分离器（14）之间设有冷却器（13），气液分离器（14）输出端与二氧化碳储罐（15）输入端相连，二氧化碳储罐（15）输出端经过流量控制阀（16）与氢碳制甲烷子系统输入端相连。

10.根据权利要求9所述的一种应用联动碳捕集与电解水制氢的氢碳制甲烷方法的系统，其特征在于，所述氢碳制甲烷子系统包括一段反应器（18）和二段反应器（21），一段反应器（18）输入端设有气体混合器（17），一段反应器（18）和二段反应器（21）之间设有冷却器（19）、气液分离器（20），二段反应器（21）输出端经过冷却器（22）、气液分离器（23）与甲烷输出口相连，一段反应器（18）和二段反应器（21）经过蒸汽混合器（24）与解吸塔（12）相连。