一种用氢气与氧气气化碳中和发电的方法

摘要

本发明涉及发电领域，具体涉及一种用氢气与氧气气化碳中和发电的方法，通过用可燃物能源在熔炼气化装置内反应生成含有氢气的混合气体，所述混合气体经过高温反应产生蒸汽和动能，并通过蒸汽和动能分别经过发电机进行发电的方法，使氢气与氧气气化达到碳中和，能够降低成本，减少碳排放，同时由于过程中多次进行发电，提高了发电效率，与传统的燃气发电和火力发电相比，降低了发电过程中高成本和空气污染的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及发电领域，具体涉及一种用氢气与氧气气化碳中和发电的方法。

背景技术

传统的火力发电和燃气发电，多是用空气做氧化剂，在传统的火力发电中，每度电至少需要250克的标煤，在传统的燃气发电中，发电加回收发电，每公斤天然气只能产生不足8度电，不但发电效率低下，发电成本高、能耗高，而且碳排量也高，使得空气严重污染。

中国专利CN109337715A公开了一种生物质气化发电系统及方法，具体包括加料装置、生物质气化炉、燃气净化冷却装置、氧气源、气化炉给氧压缩机以及发电机等装置，实现二氧化碳负排放，生物质燃气中的二氧化碳和燃烧产物中的二氧化碳直接通过循环系统收集，不需要额外的捕碳装置，优点是结构紧凑，发电过程中没有碳的排放，但是，实现该发明步骤繁琐，发电效率较低，没有本发明的工艺流程简便。

中国专利CN106148989A公开了一种电能存储系统及产生氢气和氧气的方法，具体包括供电系统、电解水装置和气体存储装置，其中电解装置包括氢气发生装置和氧气发生装置，通过电解水产生氢气，并将氢气通过压缩成液态氢气，再通过液态氢气气化产生的压力发电，该发明专利的优点是该发电系统的水循环降温系统能耗低、噪音小、安全性高，但该发明的发电效率较低且步骤较为繁琐，而本发明既提高了发电效率，也节约能源，减少空气污染，因此，提出一种用氢气与氧气气化碳中和发电的方法是社会所需的。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服上述不足，目的是提供一种能够通过氢气和氧气气化碳中和发电的方法，提高发电效率，减少空气污染。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为包括熔炼气化装置、制氧装置、分离装置、高温反应装置和发电机；用可燃物能源在熔炼气化装置内反应生成含有氢气的混合气体，所述混合气体在高温反应装置内经过高温产生蒸汽，所述蒸汽经过发电机进行发电；所述混合气体中的氢气与所述制氧装置产生的氧气经过高温反应装置再次反应气化产生动能和蒸汽，所述动能和蒸汽经过发电机进行多次发电，所述其余混合气体通过所述分离装置分离。

优选的，所述分离装置为水洗分离器或烟气分离器。

优选的，所述高温反应装置为余热锅炉或蒸汽锅炉。

优选的，所述发电机为蒸汽发电机或燃气发电机。

本发明的有益技术效果是可以通过氢气与氧气气化产生的蒸汽和动能，进行多次发电，提高了发电的效率；同时大幅度降低了碳排放量，使传统的燃气发电和火力发电带来的空气污染问题得到了改善，也减少了发电的成本。

附图说明

图1为蒸汽锅炉发电的工艺流程图；

图2为燃气发电的工艺流程图；

其中，1为熔炼气化炉，2为A余热锅炉，3为甲蒸汽发电机，4为蒸汽锅炉，5为乙蒸汽发电机，6为烟气分离器，7为制氧机，8为水洗分离器，9为燃气发电机，10为B余热锅炉。

具体实施方式

下面将通过实施例结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1的工艺流程所示，熔炼气化炉1与A余热锅炉2连通，A余热锅炉2的另一端分别连接着甲蒸汽发电机3和蒸汽锅炉4，甲蒸汽发电机3同时连接到熔炼气化炉1，在通过A余热锅炉2中产生的蒸汽进行发电时，余热蒸汽通过管道回到熔炼气化炉中；蒸汽锅炉4还与制氧机7、烟气分离器6和乙蒸汽发电机5分别连通，制氧机7中产生的氧气与A余热锅炉2中的混合气体在蒸汽锅炉4中反应，产生的蒸汽经过乙蒸汽发电机5再次进行发电，余热蒸汽通过管道回到熔炼气化炉1，剩余气体通过连接的烟气分离器6分离，在本实施例的流程中，进行了两次发电，且余热蒸汽都再次回到熔炼气化炉1中再次进行利用，不但提高了效率，也降低了成本；其具体的实施步骤为将可燃物能源加入熔炼气化炉1气化产生氢气和二氧化碳，将氢气和二氧化碳通入A余热锅炉2内，在A余热锅炉2内产生部分蒸气，将该蒸气通入甲蒸汽发电机3进行发电；A余热锅炉2内的剩余混合气体在降温后进入蒸汽锅炉4，同时由制氧机7制得的氧气也通入蒸汽锅炉4中，混合气体中的氢气与制氧机7制得的氧气在蒸汽锅炉4中燃烧再次产生蒸汽，该蒸汽进入乙蒸汽发电机5中进行发电，而蒸汽锅炉4中剩余的蒸汽进入烟气分离器6中分离，各装置之间通过管线连接，在熔炼气化炉1中除了有与管线之间的接口外，还有燃料进口处，A余热锅炉2中设置进水口以便于通入水与混合气体反应并产生蒸气，最后从烟气分离器6中分离出二氧化碳和水，通过本实施例的工艺流程，可以克服传统的燃气发电和火力发电中能耗高，成本高，污染严重的问题。

实施例2：

如图2的工艺流程所示，熔炼气化炉1连接着A余热锅炉2，A余热锅炉2的另一端分别与甲蒸汽发电机3和水洗分离器8相连，甲蒸汽发电机3通过A余热锅炉2中产生的蒸汽进行发电，同时，水洗分离器8连接着燃气发电机9，燃气发电机9同时还与制氧机7和B余热锅炉10连通，水洗分离器8在排出了其他气体和水后，剩余的氢气与制氧机7中产生的氧气在燃气发电机9中燃烧发电，燃烧的烟气进入B余热锅炉10，B余热锅炉10与乙蒸汽发电机5相通，通过B余热锅炉10中的蒸汽继续发电，在整个流程中可以实现多次发电，其具体的实施步骤为将可燃物能源加入熔炼气化炉1气化产生氢气和二氧化碳，将氢气和二氧化碳通入A余热锅炉2内，在A余热锅炉2内产生部分蒸汽，将蒸汽通入甲蒸汽发电机3进行发电；A余热锅炉2内的剩余混合气体在降温后通入水洗分离器8中进行分离，分离后得到二氧化碳、水和氢气，将水和二氧化碳从水洗分离器8中排出，将其中的氢气通入燃气发电机9中，同时，制氧机7与燃气发电机9连接，在将氢气通入燃气发电机9时制氧机7中的氧气也通入燃气发电机9，两者在燃气发电机9中燃烧进行发电；燃烧后的烟气进入与燃气发电机9相连的B余热锅炉10中，在B余热锅炉10中产生蒸汽，通过乙蒸汽发电机5继续进行发电，各装置之间通过管线连接，由于在水洗分离器8中已经分离出了二氧化碳，所以在后面的B余热锅炉中产生蒸气时不会再产生其他气体，本实施例的工艺流程和实施例1稍有不同，本实施例中同时使用了燃气发电机9和蒸汽发电机，用水洗分离器8对混合气体进行了分离，其中，熔炼气化炉1中除了与管道的连接处外，还有燃料进口处用于添加燃料，在A余热锅炉2中设置有进水口，在整个工艺流程中进行了三次发电，本实施例不但提高了发电效率，也降低了成本，保护了环境。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。