[实用新型]一种烟气直接回收利用装置

说明书

本公开涉及一种烟气直接回收利用装置，包括与烟道气连通的甲醇合成反应器以及合成氨反应器；所述甲醇合成反应器以及合成氨反应器分别通过管道通入氢气参与反应合成甲醇和氨；该装置同时实现了CO₂加氢制取甲醇和N₂加氢制取氨气，省略了CO₂捕集系统过程和空气分离制备N₂系统过程。本实用新型大幅度降低了CO₂捕集与利用过程中的成本，同时也实现了可再生能源制取绿氢的储存与利用。

技术领域

本公开属于化工领域，尤其涉及一种烟气直接回收利用装置。

背景技术

工业装置所产生的烟气除了含量大量的N₂之外，另外一种主要组分就是温室气体CO₂。众所周知，人类活动所产生的过量CO₂是导致全球气候变暖的主要温室气体，必须加以截留防止排放到大气层中。CO₂的捕集、利用或封存，即CCUS技术，被提出作为阻止CO₂排放进入大气层中的主要技术路线。在CCUS路线中，第一步就是CO₂的捕集技术，可以划分为吸收法、吸附法和膜分离法。目前，工业上常用的CO₂捕集技术采用胺类溶液的化学吸收法，但其吸收成本较高，约为400元/吨CO₂。第二步是对捕集后的CO₂进行加工利用，可以概括为两大类，其一是合成大宗基础化学品，如甲醇、合成气等；其二是合成精细化工品，如酸、酯类等。

尽管研究者或开发者在CCUS各环节中为降低生产成本和提高生产效率方面做了诸多努力，然而在CO₂的捕集和利用各环节都是独自分离完成的。在合成氨储氢方面也是将氮气源与氢气源分离进行。总而言之，目前在烟气处理方面，烟气中的CO₂采取先捕集后加工利用的措施，而且对烟气中的N₂也未加以利用。因此，出于降低生产成本和绿色工艺的双重考虑，亟待开发一种烟气高效利用并降低CO₂排放的方法。

实用新型内容

本公开涉及一种烟气直接回收利用装置，该装置同时实现了CO₂加氢制取甲醇和N₂加氢制取氨气，省略了CO₂捕集系统过程和空气分离制备N₂系统过程。本实用新型大幅度降低了CO₂捕集与利用过程中的成本，同时也实现了可再生能源制取绿氢的储存与利用。本实用新型得到的产品甲醇和氨气具有广泛的工业应用领域，尤其是替代了化石能源如煤和石油，显著降低CO₂的排放，具有环保和经济的双重收益，属于一种颠覆性革新技术。

本公开的技术方案如下：

一种烟气直接回收利用装置，包括与烟道气连通的甲醇合成反应器以及合成氨反应器；所述甲醇合成反应器以及合成氨反应器分别通过管道通入氢气参与反应合成甲醇和氨。

在本公开的一些实施例中，所述烟气直接回收利用装置还包括气体加压装置、甲醇分离器以及氨吸收塔；所述气体加压装置、甲醇合成反应器、甲醇分离器、合成氨反应器、氨吸收塔以及气体加压装置依次管道连通形成气体循环通路。

在本公开的一些实施例中，所述甲醇分离器的出液口连通甲醇储罐；所述甲醇分离器和合成氨反应器之间的气体通路上串接第一冷凝分离器，所述第一冷凝分离器的出液口与甲醇储罐连通。

在本公开的一些实施例中，所述氨吸收塔的出液口连通氨水储槽；所述氨吸收塔和气体加压装置之间的气体通路上串接第二冷凝分离器，所述第二冷凝分离器的出液口与氨水储槽连通。

在本公开的一些实施例中，所述气体加压装置的烟道气进气通路上串接有烟气脱硫塔，所述第二冷凝分离器和气体加压装置之间的气体通路上串接有热交换器；所述热交换器使循环气与未脱硫的烟道气换热。

在本公开的一些实施例中，所述氢气由一电解水反应器生成。