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一种将气化和电解耦合生产合成气的系统 实用新型专利 ZL201820713125.2 2018-12-04

合成气（CO+H2）是煤化工的重要基石，主要用于制备甲醇、乙二醇、油品、合成天然气等。合成气主要通过碳质原料（煤、石油、天然气、生物质

       等）的部分氧化（气化或重整）制得，其中煤气化在我国合成气工业生产中占绝对主导地位。然而，煤气化通常以纯氧为氧化剂，需要配套空分装

       置，能耗很高，CO2排放很高。此外，主流煤气化工艺得到的粗合成气中H2/CO比例通常不高（水煤浆气化接近1，干粉煤气化低于0.5），但下游反

       应通常需要H2/CO比接近2或更高的合成气，故需要通过水气变换工艺来调节H2/CO比，该过程会排放出大量CO2。

       可再生能源电解水是一种高效清洁的制氢、制氧技术，基本无CO2排放，氢气、氧气产品纯度一般可达99.9%以上，但每标方氢气电耗较高，电价的

       高低很大程度上决定了整个电解水项目的经济性。与此同时，我国新能源发电整体利用率低于95%，弃电率超过5%，2020年仅风电的弃电量就高达

       166亿kWh，造成了很大的“绿电”浪费。利用低价的弃电电解水制氢，既可以推动“绿氢”产业化发展，又能提高新能源绿电的利用率，还能促进

       二氧化碳减排，有助于实现碳达峰、碳中和“3060目标”。

       煤（或者其它碳质原料）气化与弃电电解水耦合制合成气技术是一种全新的合成气生产工艺，主要包括四个单元：电解水单元、气化单元、净化单

       元、H2/CO比调节单元，其制备过程如下：用电解水单元产生的纯氧作为气化所需的氧化剂；用气化单元产生粗合成气；用净化单元对粗合成气进行

       提纯；用电解水单元产生的纯氢与净化单元产生的净化气混合以得到H2/CO比符合要求的合成气。

       本示范项目拟建设10万Nm3/h的合成气（H2/CO=2）生产装置，拟采用先进的碱性水电解（电耗约4.2kWh/Nm3H2），采用弃风电力（电价按0.1

       元/kWh估算），采用多喷嘴水煤浆气化，采用弃电电解水制氧替代高能耗、高碳排放的空分制氧，采用弃电电解水制氢调节合成气H2/CO比替代高碳

       排放的水气变换，具备能耗低、生产成本低、碳排放低等优势，符合碳减排的政策要求，可充分利用弃水、弃风、弃光等绿色弃电，潜在经济效益

       较好,技术应用前景广阔。本项目的合成气生产成本约0.33元/Nm3,比单纯多喷嘴水煤浆气化生产的合成气成本低0.15元/Nm3，按年运行8000h计，每

       年可节省1.2亿元，可减排CO2至少56万吨，可利用弃电约14.4亿kWh。