[发明专利]一体式CO

说明书

本发明属于煤气化制合成气的技术领域，具体涉及一种一体式CO₂捕获与煤气化制合成气的工艺及装置，所述工艺，首先烟道气中CO₂在吸附捕获段被捕获；而后被吸附剂吸附的CO₂在上部气化段释放并参与气化反应。所述装置包括包括一体结构的气化反应段、冷却段、吸附捕获段和吸附剂分离段。这样不仅捕获了烟道气中CO₂，减少了碳的排放，而且实现了CO₂资源化利用，同时减少了水的用量。本发明适宜在CO₂捕获、利用和煤气化制合成气方面的应用。

技术领域

本发明属于煤气化制合成气的技术领域，具体涉及一种一体式CO₂捕获与煤气化制合成气的工艺及装置。

背景技术

近年来，最令人关注的重大环境问题当属大气环境逐渐变暖，即所谓的温室效应。温室效应给人类带来的伤害是多方面的，如严酷的天气类型、变化的生态系统功能、物种灭绝及生物多样性的丧失、饮用水的减少、海平面上升造成的陆地减少和平均气温上升等等。尽管产生全球气候变化的原因是多方面的，但大量研究表明，产生温室效应的主要原因与温室气体（GHG）的大量排放直接有关。

当前所谓的温室气体主要有6种，除了CO₂外，还包括甲烷、氧化氮、氢氟烃、全氟碳和六氟化硫。

在所有GHG 中, 对全球气候变化影响最大的是富含碳的化石燃料——煤炭、石油和天然气燃烧而排放出的二氧化碳, 据估计其浓度增加对温室效应的贡献值约为55%。通过气候变化模型的计算表明, 若大气中的二氧化碳浓度增加1倍, 地表温度的上升幅度为1.5℃～4. 5℃。因此, 控制大气中的二氧化碳浓度被认为是解决温室效应的关键措施。

鉴于新能源的开发与应用目前还存在技术及经济方面的极大困难。将燃煤或天然气或者燃油锅炉烟道气中的CO₂回收利用，可以保护环境，实现环保生产。

减少二氧化碳的排放是遏制气候变暖的关键，而二氧化碳减排的关键是二氧化碳的捕集与封存技术(CCS)。捕集并利用燃煤电厂烟道气排放的CO₂，是最容易在短期内达到CO₂减排目的的方法。在专利CN 103071364 B中提出一种多级捕集烟道气中二氧化碳的系统和方法，该方法将烟道气通过至少两组变压吸附装置，过程工序复杂。

现有的煤气化制合成气的工艺，一般不用CO₂直接参与，较多的则采用原料易得的水蒸气：H₂O+C==CO+H₂，或者纯煤气化：C+O==CO₂；本发明以CO₂做气化剂：2C+CO2+H₂O==3CO+H₂，具有减少了CO₂的排放，同时减少了H₂O的用量。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种一体式CO₂捕获与煤气化制合成气的工艺及装置，实现了烟道气中CO₂的捕集，煤气化采用CO₂作为气化剂以减少H₂O的利用并提高煤的利用率，且减少了CO₂的排放。

本发明采用如下技术方案实现：

一体式CO₂捕获与煤气化直接制合成气的工艺，吸附剂捕获烟道气中CO₂，被吸附剂携带的CO₂经过释放参与气化反应与煤气化生成合成气。

进一步的，本发明包括连续完成的气化反应过程、冷却过程、吸附捕获过程、吸附剂分离过程，