零碳排放的煤炭转化利用系统及煤炭转化利用的方法与流程

本公开涉及煤炭转化，尤其涉及一种零碳排放的煤炭转 化利用系统及煤炭转化利用的方法。

背景技术：

1、目前，在我国的能源占比当中，煤炭依然是中国储量最丰富的化 石能源。现阶段及未来相当长一段时期内，煤炭在我国的主体能源地 位依然难以改变。煤炭的清洁高效利用不仅可促进我国能源的绿色转 型发展，同时对减少我国的碳排放也具有不可估量的作用。

2、煤化工是实现煤炭清洁高效利用的一种重要渠道，煤转化过程中 伴随着大量碳排放，煤化工行业一直是煤炭产业链上的碳排放大户， 成为碳减排的重点领域。为达到1.5摄氏度温控目标，化工行业需要在 2050年之前将碳排放量降低90％以上。因此，如何实现煤炭转化利用 过程中二氧化碳的减排成为亟待解决的问题。实现煤化工行业高碳能 源的低碳化利用，探索零碳排放的煤炭高效绿色转化对实现双碳目标 至关重要！

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公 开提供了一种零碳排放的煤炭转化利用系统及煤炭转化利用的方法。

2、第一方面，本公开提供了一种零碳排放的煤炭转化利用系统，包 括煤气化装置、粗煤气净化冷却装置、碳捕集装置、二氧化碳封存装 置和合成装置；

3、所述煤气化装置用于供煤料进行气化反应，以生成粗煤气；所述 粗煤气净化冷却装置与所述煤气化装置的粗煤气出口连通，用于对所 述粗煤气进行冷却净化处理；

4、所述碳捕集装置与所述粗煤气净化冷却装置连通，所述碳捕集装 置用于至少对经冷却净化处理后的粗煤气中的二氧化碳进行捕集，以 分离出二氧化碳和合成气；所述碳捕集装置具有供所述二氧化碳排出 的二氧化碳出口和供所述合成气排出的合成气出口；

5、所述二氧化碳封存装置与所述二氧化碳出口连通，所述二氧化碳 封存装置用于对所述二氧化碳进行封存；所述合成装置与所述合成气 出口连通，以使所述合成气进入至所述合成装置中进行化学品合成。

6、可选的，还包括粗煤气变换装置；

7、所述粗煤气变换装置的入口与所述粗煤气净化冷却装置连通，所 述粗煤气变换装置的出口与所述碳捕集装置连通；所述粗煤气变换装 置用于调节经冷却净化处理后的粗煤气中的一氧化碳和氢气的比例。

8、可选的，还包括锅炉装置；

9、所述锅炉装置的蒸汽出口与所述煤气化装置连通，以向所述煤气 化装置提供蒸汽；

10、所述锅炉装置的烟气出口与所述碳捕集装置连通，所述碳捕集装 置还用于对由所述锅炉装置的烟气出口排出的烟气中的二氧化碳进行 捕集。

11、可选的，还包括煤电装置；

12、所述煤电装置的烟气出口与所述碳捕集装置连通，所述碳捕集装 置还用于对由所述煤电装置的烟气出口排出的烟气中的二氧化碳进行 捕集。

13、可选的，还包括电锅炉装置和电解水制氢装置；

14、所述电锅炉装置的蒸汽出口与所述煤气化装置连通，以向所述煤 气化装置提供蒸汽；

15、所述电解水制氢装置的氢气出口与所述合成装置连通，用于向所 述合成装置提供氢气，以调节所述合成装置中的合成气比例；所述电 解水制氢装置的氧气出口与所述煤气化装置连通，用于向所述煤气化 装置提供氧气。

16、可选的，还包括连接在所述二氧化碳出口与所述二氧化碳封存装 置之间的二氧化碳缓存装置；

17、所述二氧化碳缓存装置用于对由所述二氧化碳出口排出的二氧化 碳进行缓存。

18、可选的，所述二氧化碳封存装置具有井口，所述井口与所述二氧 化碳出口连通，以使由所述二氧化碳出口排出的二氧化碳经所述井口 被压入至地下咸水层中进行封存。

19、可选的，还包括咸水抽采及处理装置和咸水资源化利用分配装置；

20、所述咸水抽采及处理装置用于对所述地下咸水层中的咸水进行抽 采，并对抽采出的咸水进行淡化处理，以得到淡水；

21、所述咸水资源化利用分配装置与所述咸水抽采及处理装置连接， 所述咸水资源化利用分配装置用于至少向所述煤炭转化利用系统提供 所述淡水。

22、第二方面，本公开提供一种利用如上所述的零碳排放的煤炭转化 利用系统进行煤炭转化利用的方法，所述方法包括：

23、将煤料通入至煤气化装置中，使所述煤料在所述煤气化装置中进 行气化反应，以生成粗煤气；

24、将所述粗煤气通入至粗煤气净化冷却装置中进行冷却净化处理；

25、将经冷却净化处理后的粗煤气通入至碳捕集装置中，以使所述碳 捕集装置至少对粗煤气中的二氧化碳进行捕集，以分离出二氧化碳和 合成气；

26、将分离出的二氧化碳通入至二氧化碳封存装置中，以使所述二氧 化碳封存装置对所述二氧化碳进行封存；

27、将分离出的合成气通入至合成装置中，以进行化学品合成。

28、可选的，所述将经冷却净化处理后的粗煤气通入至碳捕集装置中， 以使所述碳捕集装置至少对粗煤气中的二氧化碳进行捕集的步骤包括：

29、将经冷却处理后的粗煤气通入至粗煤气变换装置中，以对粗煤气 中的一氧化碳和氢气的比例进行调整；

30、将调整比例后的粗煤气通入至所述碳捕集装置中，以使所述碳捕 集装置至少对粗煤气中的二氧化碳进行捕集。

31、可选的，所述方法还包括：

32、将锅炉装置产生的烟气通入至所述碳捕集装置中，以使所述碳捕 集装置对所述锅炉装置排出的烟气中的二氧化碳进行捕集；

33、将所述锅炉装置产生的蒸汽通入至所述煤气化装置中，以向所述 煤气化装置提供蒸汽。

34、可选的，所述方法还包括：

35、将煤电装置产生的烟气通入至所述碳捕集装置中，以使所述碳捕 集装置对所述煤电装置排出的烟气中的二氧化碳进行捕集。

36、可选的，所述方法还包括：

37、将电锅炉装置产生的蒸汽通入至所述煤气化装置中，以向所述煤 气化装置提供蒸汽；

38、将电解水制氢装置产生的氢气通入至所述合成装置中，以调节所 述合成装置中的合成气配比；

39、将所述电解水制氢装置产生的氧气通入至所述煤气化装置中，以 向所述煤气化装置提供氧气。

40、可选的，所述将分离出的二氧化碳通入至二氧化碳封存装置中， 以使所述二氧化碳封存装置对所述二氧化碳进行封存的步骤包括：

41、将分离出的二氧化碳通过二氧化碳输运装置输运至二氧化碳缓存 装置中；

42、将所述二氧化碳缓存装置中的二氧化碳经井口注入至地下咸水层 中，以进行二氧化碳封存。

43、可选的，所述将所述二氧化碳缓存装置中的二氧化碳经井口注入 至地下咸水层中，以进行二氧化碳封存的步骤之后，所述方法还包括：

44、对所述地下咸水层中的咸水进行抽采；

45、对抽采出的咸水进行淡化处理，以得到淡水；

46、将至少部分所述淡水分配至所述煤炭转化利用系统。

47、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

48、本公开提供的零碳排放的煤炭转化利用系统及煤炭转化利用的方 法，通过粗煤气净化冷却装置对煤气化装置产生的粗煤气进行冷却净 化处理，通过碳捕集装置对经冷却净化处理后的粗煤气中的二氧化碳 进行捕集，以分离出二氧化碳和合成气，通过合成装置将碳捕集装置 分离出的合成气合成为化学品，通过二氧化碳封存装置对碳捕集装置 捕集分离出的二氧化碳进行封存，从而在实现对煤炭进行转化利用的 同时，在一定程度对转化利用过程中产生的二氧化碳进行封存，即， 实现了煤炭转化利用过程中产生的二氧化碳的减排。