依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统及方法

技术领域

本发明涉及制备尿素的工艺与设备，主要涉及一种依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统及方法。

背景技术

气候变化是目前存在的全球性问题，自从工业革命开始以来，大气中各类温室气体的浓度显著增加。以二氧化碳(CO

在此背景下，寻求火力发电厂烟气减排技术显得尤为重要。目前，火力发电厂烟气减排主要集中在CO

发明内容

本发明的目的是提供一种依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统及方法。

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，包括：用于将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，烟气分离纯化系统包括：与火力发电厂的排烟装置分别连接的CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，膜分离法碳捕集装置用于根据各组分在膜中渗透速率的不同，利用膜两侧压力差作为推动力，实现气体分离，用于CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，包括：

将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

对所述烟气分离纯化得到的水进行电解，以得到氢气；

将所述烟气分离纯化得到的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，膜分离法碳捕集根据各组分在膜中渗透速率的不同，利用膜两侧压力差作为推动力，实现气体分离，用于CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，吸附法碳捕集为变温吸附、变电吸附、变压吸附或变温变压吸附。

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，变压吸附通过控制压力的周期性变化，在高压时对进气中的CO

本发明的技术方案采用烟气分离纯化、电解水制氢、工业合成氨尿素技术相结合的方式，实现了火力发电厂烟气零排放，在应对碳达峰及碳中和方面具有良好的环境效益。

附图说明

图1为本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其特征在于，包括：用于将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，烟气分离纯化系统包括：与火力发电厂的排烟装置分别连接的CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的系统，其中，膜分离法碳捕集装置用于根据各组分在膜中渗透速率的不同，利用膜两侧压力差作为推动力，实现气体分离，用于CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，包括：

将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

对所述烟气分离纯化得到的水进行电解，以得到氢气；

将所述烟气分离纯化得到的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，将火力发电厂排出的烟气中的氮气、CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，膜分离法碳捕集根据各组分在膜中渗透速率的不同，利用膜两侧压力差作为推动力，实现气体分离，用于CO

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，吸附法碳捕集为变温吸附、变电吸附、变压吸附或变温变压吸附。

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法，其中，变压吸附通过控制压力的周期性变化，在高压时对进气中的CO

本发明的技术方案采用烟气分离纯化、电解水制氢、工业合成氨尿素技术相结合的方式，实现了火力发电厂烟气零排放，在应对碳达峰及碳中和方面具有良好的环境效益。

本发明的技术方案采用烟气分离纯化、电解水制氢、工业合成氨尿素技术相结合的方式，实现了火力发电厂烟气零排放，在应对碳达峰及碳中和方面具有良好的环境效益。

膜分离法碳捕集装置根据各组分在膜中渗透速率的不同，利用膜两侧压力差作为推动力，实现气体分离。气体分离膜的分离能力与膜材料的结构及膜材料对不同气体的选择性有关。用于CO

N

烟气取水装置采用膜分离法烟气取水装置。

电解制氢系统为碱性电解水制氢、质子交换膜电解制氢或高温固体氧化物电解制氢装置。

本发明的依托火力发电厂的高效清洁合成氨/尿素的方法：系统工作时，将火力发电厂烟气中的氮气、CO

本发明的技术方案技术效果如下：

a)提高火力发电厂资源综合利用能力。通过此工艺回收的CO

b)改变合成氨尿素工艺的原料路线。以天然气为原料的合成氨装置因投资低、能耗低、成本低的缘故，世界上大多数合成氨厂仍以气体燃料为主要原料。但是天然气储量有限，且此工艺路线将排放大量CO

c)电解制氢可为火电厂调峰。可再生能源(风电、光伏、核电等)大量上网，并在未来电源结构中占比越来越大。风电、光伏发电等随机性和波动性比较大，因此需要运行稳定的火电机组进行调峰调频。电解制氢装置因其启动快、出力调节速度快的特点，可对火电机组进行精确调峰调频，在火电调峰中发挥重要作用。

d)此工艺系统中的副产物氧气可用于锅炉富氧燃烧。在3060碳达峰、碳中和愿景下，火电厂二氧化碳减排是大势所趋，富氧燃烧是碳捕集技术的重要手段之一。此外，富氧燃烧可以大幅提高烟气中的二氧化碳浓度到80％以上，极大的降低了碳捕集的难度及能耗。

选取某火力发电厂，引取一段300Nm

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。