【技术实现步骤摘要】
本公开涉及煤气化燃料电池发电领域，具体地，涉及一种捕集co2的方法及系统。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，sofc)是一种在高温下(600～1000℃)将燃料中的化学能直接转化为电能的清洁高效发电装置。由于其可以突破卡诺循环的限制。因而能实现较高的能量转化效率。同时。sofc燃料适应性强。可以采用多种燃料。例如co、ch4、液化气、煤气等碳氢燃料。实现更高的能量密度。在固定式电站、分布式电站、热电联供系统等领域具有广泛的应用前景。现有的固体氧化物燃料发电系统中，系统运行时作为阳极气体的燃气与作为阴极气体的空气进入发电模块内并发生电化学反应，反应产生的阳极尾气中含有一定量未反应的可燃性气体，采用尾气燃烧器对阳极尾气进行燃烧处理，以提高可燃性气体的利率并确保尾气达到排放标准。
2、cn114151804a公开了一种发电系统的尾气处理燃烧器，包括火焰筒；阳极进气管，作为热交换器伸入所述火焰筒内；以及燃烧组件，包括位于所述火焰筒的筒腔底部的燃烧座以及与所述燃烧座相连的氧气进气管和阳极尾气进气管。但是该工艺中因反应器内有明火产生，反应物直接在火焰筒内进行燃烧，在燃烧反应起始阶段存在无法点火情况；或者因发电系统内气量波动，引起火焰筒内熄火，无法继续进行燃烧反应，进而引起后部管道充满氧气与可燃气的混合气体，若再突然遇到明火存在爆炸风险。
3、cn112387071a专利中采用溶剂吸附法对烟气中的co2进行吸附，然后将吸收富液进行再生，解析后的混合气经过冷凝气液分离才能得到
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种捕集co2的方法及系统，可以获得高co2含量气体，工艺流程简单、操作方便、容易收集。
2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种捕集co2的方法，该方法包括以下步骤：
3、s1、使预热后的空气进入催化燃烧反应器中对催化燃烧反应器进行预热；s2、当所述催化燃烧反应器内部温度达到第一温度以上时，向所述催化燃烧反应器内引入可燃气，与催化剂接触并进行催化燃烧反应；s3、当所述催化燃烧反应器内部温度达到第二温度以上时，降低空气温度和空气流量，继续进行所述催化燃烧反应；所述第二温度高于所述第一温度；s4、当空气流量降至流量阈值以下时，向所述催化燃烧反应器内引入氧气，继续进行所述催化燃烧反应；并且当所述催化燃烧反应器内温度达到第三温度以上时，向所述催化燃烧反应器内引入水蒸气，所述第三温度高于所述第二温度；s5、使步骤s1～s4中催化燃烧反应得到的燃烧后气体进入冷却降温装置进行降温冷却处理后，进入气液分离装置进行气液分离处理，得到富含co2气体。
4、可选地，该方法还包括：使空气进入空气加热装置进行预热，然后使预热后空气进入所述催化燃烧反应器；优选地，所述预热后空气的温度为190～300℃，优选为200～250℃；可选地，预热后空气的流量为10～50sm3/h，优选为20～25sm3/h。
5、可选地，所述可燃气包括固体氧化物燃料电池发电过程中的尾气；可选地，所述尾气包括1～5摩尔％的n2、5～30摩尔％的co、30～60摩尔％的co2、10～40摩尔％的h2和5～30摩尔％的h2o。
6、可选地，步骤s2中，所述催化剂的平均孔径为1～3mm；优选所述催化剂内部具有多条直线型孔道用于物料流通；可选地，所述多条直线型孔道相互平行；进一步优选所述直线型孔道的横截面为直径为100～200mm的圆形，或者为边长为100～200mm的正方形；可选地，所述催化燃烧反应器为圆柱形反应器；可选地，所述催化剂为圆柱形块状催化剂，所述圆柱形块状催化剂的高度为500～15000mm，圆柱形直径为100～200mm；所述催化剂的直线型孔道的延伸方向与圆柱形块状催化剂的轴向平行；并且所述圆柱形块状催化剂的轴向与所述催化燃烧反应器内物料的流动方向一致；可选地，所述催化燃烧反应器设置一块或多块所述催化剂；当设置多块催化剂时，使多块所述催化剂的直线型孔道处于同一直线上以使多块催化剂的孔道呈贯通状态用于物料流通；可选地，所述多块催化剂在所述催化燃烧反应器内竖直方向上依次设置；竖直方向上相邻的两块催化剂之间具有50～150mm距离；优选地，在竖直方向上相邻的两块催化剂之间设置有至少一块折流板。
7、可选地，步骤s2中，所述第一温度为190～300℃，优选为200～250℃；所述可燃气的引入方式包括：在5～20min内，可燃气的引入流量由0增加至0.1～1.0sm3/h；优选地，可燃气的引入流量匀速增加，流量增加速率为0.005～0.2(sm3/h)/min；优选地，在10～15min内，可燃气的引入流量由0增加至0.5～0.8sm3/h；优选地，可燃气的引入流量匀速增加，流量增加速率为0.03～0.08(sm3/h)/min；可选地，可燃气引入流量稳定后，催化燃烧反应器内空气与可燃气的流量比为25～50：1，优选为30～35：1。
8、可选地，步骤s3中，所述第二温度为500～700℃，优选为550～600℃；可选地，空气温度降低速率为10～25℃/min，优选为16～22℃/min；可选地，通过关闭空气加热装置对空气进行降温；可选地，空气流量降低速率为1～10sm3/h/min，优选为2～5sm3/h/min；可选地，在降低空气温度和空气流量过程中，保持可燃气流量为0.2～1.0sm3/h，优选为0.5～0.8sm3/h。
9、可选地，步骤s4中，所述流量阈值为0～5sm3/h，优选为0sm3/h；所述氧气的引入方式包括：在5～20min内，流量提升至0.8～1.5sm3/h，优选地，在8～10min内，1～1.2sm3/h；可选地，所述催化燃烧反应器内实际氧气量与可燃气完全转化所需理论氧气量之比为1.02～1.8：1，优选为1.05～1.1：1；可选地，在引入氧气的过程中，提高可燃气流量至0.8～2.5sm3/h，优选为1.0～2.2sm3/h。
10、可选地，步骤s4中，所述第三温度为700～900℃，优选为720～750℃；该方法还包括：向所述催化燃烧反应器内引入水蒸气以控制催化燃烧反应器内部温度为600～700℃，优选为620～650℃；可选地，水蒸气的引入流量为8～20sm3/h，优选为12～15sm3/h。
11、可选地，该方法还包括：在步骤s1～s4中，在进入所述催化燃烧反应器之前，将所述可燃气引入所述原料预混器内，并将空气、氧气和可选的水蒸气分别先引入所述原料预混器内与所述可燃气混合。
12、本公开第二方面提供一种捕集co2的系统，该系统包括：空气加热装置、原料预混器、催化燃烧反应器、冷却降温装置、气液分离装置和co2收集装置；其中，所述空气加热装置包括空气预热进口和预热后空气出口；所述原料预混器包括待可燃气进口、预热后空气进口、纯氧进口和混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种捕集CO2的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可燃气包括固体氧化物燃料电池发电过程中的尾气；可选地，所述尾气包括1～5摩尔％的N2、5～30摩尔％的CO、30～60摩尔％的CO2、10～40摩尔％的H2和5～30摩尔％的H2O。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述催化剂的平均孔径为1～3mm；优选所述催化剂内部具有多条直线型孔道用于物料流通；可选地，所述多条直线型孔道相互平行；进一步优选所述直线型孔道的横截面为直径为100～200mm的圆形，或者为边长为100～200mm的正方形；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一温度为190～300℃，优选为200～250℃；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第二温度为500～700℃，优选为550～600℃；
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述流量阈值为
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述第三温度为700～900℃，优选为720～750℃；
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
10.一种捕集CO2的系统，其特征在于，该系统包括：空气加热装置(5)、原料预混器(6)、催化燃烧反应器(7)、冷却降温装置(8)、气液分离装置(10)和CO2收集装置(11)；
...【技术特征摘要】
1.一种捕集co2的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可燃气包括固体氧化物燃料电池发电过程中的尾气；可选地，所述尾气包括1～5摩尔％的n2、5～30摩尔％的co、30～60摩尔％的co2、10～40摩尔％的h2和5～30摩尔％的h2o。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述催化剂的平均孔径为1～3mm；优选所述催化剂内部具有多条直线型孔道用于物料流通；可选地，所述多条直线型孔道相互平行；进一步优选所述直线型孔道的横截面为直径为100～200mm的圆形，或者为边长为100～200mm的正方形；
5.根据权利要求1所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：于双恩，李光宇，许明，刘长磊，龚思琦，骆卫国，姚金松，王会龙，李初福，薛云鹏，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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