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摘要:本发明公开了一种基于双级热泵的低碳排甲醇制氢系统热量调控方法,属于甲醇制氢技术领域,包括MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统;所述MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统内设置有若干换热器、压缩机、吸收塔、解吸塔、冷凝器、太阳能集热器和反应器,所述MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统由若干气路连接;所述气路包括甲醇水路、二氧化碳氢气气路、二氧化碳气路以及氢气气路,所述MEA碳捕集系统内部还包括MEA液路。本发明采用该热量调控方法,将氢气压缩工艺提前,提取低温生成气中携带的低品位余热,充分利用低品位余热,用于制氢原料的预热、相变、过热段热量供应,优化换热网络,减少流程的不可逆损失,提高系统整体能量效率和效率。
主权项:1.一种基于双级热泵的低碳排甲醇制氢系统热量调控方法,其特征在于,包括MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统;所述MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统内设置有若干换热器、压缩机、吸收塔、解吸塔、冷凝器、太阳能集热器和反应器,所述MSR系统、MEA碳捕集系统以及热泵系统由若干气路连接;所述气路包括甲醇水路、二氧化碳氢气气路、二氧化碳气路以及氢气气路,所述MEA碳捕集系统内部还包括MEA液路;原料甲醇与水进入MSR系统后,依次经过换热器HX-06、换热器HX-04、换热器HX-05、第一补液器、碳捕集预热回收换热器HX-03、换热器HX-02、换热器HX-01以及反应器,形成所述甲醇水路;生成气二氧化碳和氢气从反应器中生成,依次经过换热器HX-01、换热器HX-04、气液分离器Sep1、压气机Com1、换热器HX-05、换热器HX-06、碳捕集预处理换热器HX-11以及碳捕集吸收塔,形成二氧化碳氢气气路;二氧化碳从解吸塔分离,依次经过碳捕集预热回收换热器HX-03、双级热泵预热换热器HX-10以及吸附PSA,形成二氧化碳气路;氢气有两个排出口,分别为反应器以及解吸塔,形成氢气气路;所述MEA碳捕集系统从混合器Mixer中补充碳捕集MEA溶液,MEA溶液依次经过碳捕集吸收塔、抽水机、分流器Sep2,从分流器Sep2分为贫液路以及富液路,所述贫液路经过换热器HX-07与富液路一同进入到解吸塔,随后经过换热器HX-08重新返回混合器Mixer内,形成MEA液路;所述二氧化碳氢气气路与所述甲醇水路依次经过换热器HX-01、换热器HX-04、换热器HX-05以及换热器HX-06进行换热,其中,换热器HX-01为高温段换热器,由高温生成气二氧化碳以及氢气混合气体的热量使原料甲醇蒸汽过热段升温,所述二氧化碳氢气气路在换热器HX-01中与所述甲醇水路换热,将原料的温度在高温过热区大幅升温;换热器HX-04为中温段换热器,由中高温生成气二氧化碳以及氢气混合气体的热量使原料甲醇蒸汽中温预热段升温,所述二氧化碳氢气气路在换热器HX-04中与所述甲醇水路换热,提高升温区原料温度;换热器HX-05为相变段换热器,利用压缩升温后的生成气二氧化碳以及氢气混合气体的热量,使部分原料甲醇与水经过相变段升温成为甲醇蒸汽;换热器HX-06为预热段换热器,由低温生成气二氧化碳以及氢气混合气体的热量使原料甲醇与水进入系统后初次升温,提高所述甲醇水路温度;所述MEA碳捕集系统中,所述MEA液路中的MEA溶液和所述二氧化碳氢气气路中的原料气同时进入所述碳捕集吸收塔,H2脱碳后从所述碳捕集吸收塔的上层塔板排出,MEA溶液吸收二氧化碳后经加压、分为贫液路以及富液路、预热后进入解吸塔,其中CO2从所述解吸塔的顶部塔板排出,解吸后MEA溶液从所述解吸塔的下层踏板流出,经冷却、补液后重新注入所述碳捕集吸收塔进行逆行碳捕集;所述热泵系统中包括有两条冷却液线,为第一冷却液线和第二冷却液线,所述第一冷却液线与所述MEA液路在低温级蒸发器HX-08进行热交换,所述第一冷却液线经过双级热泵第一级压缩机Com3后与所述第二冷却液线在蒸发冷凝器HX-09热交换,所述第二冷却液线经过双级热泵第二级压缩机Com2后与所述甲醇水路在换热器HX-02热交换。
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百度查询: 东莞新能源研究院 中国科学院工程热物理研究所 一种基于双级热泵的低碳排甲醇制氢系统热量调控方法
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