本技術(shù)涉及化工，尤其涉及一種富碳原料清潔化利用方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、富碳原料，包括煤、生物質(zhì)(農(nóng)作物秸稈、秕殼等農(nóng)作物的殘余物)、重油等，直接燃燒會(huì)產(chǎn)生較多的顆粒物、硫化物等有害物質(zhì)排放以及二氧化碳等溫室氣體的排放。公告號(hào)為cn115216344a的中國(guó)專利中，利用水和富碳原料在氣化單元內(nèi)反應(yīng)生成合成氣，經(jīng)過凈化單元脫硫后，通過碳中和合成單元合成甲醇或其他清潔燃料。并將碳中和合成單元的尾氣與化工過程中的高壓蒸汽綜合利用，通過燃?xì)廨啓C(jī)與蒸氣輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，同時(shí)供熱，充分利用尾氣和高壓蒸汽中的能量。然而，可再生能源豐富的地區(qū)往往電力消納途徑有限，且缺乏電力輸送通道，上述過程產(chǎn)生大量的電力無處消納，嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定滿負(fù)荷運(yùn)行，能效較低。并且，上述過程合成的清潔燃料價(jià)值較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種富碳原料清潔化利用方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。
2、根據(jù)本技術(shù)的第一方面，提供了一種富碳原料清潔化利用方法，包括：
3、綠氫綠氧制取裝置利用可再生能源電解水制取綠氫和綠氧；
4、將氧氣、水蒸汽和富碳原料送至氣化裝置，以對(duì)富碳原料進(jìn)行氣化，得到高溫合成氣；送至所述氣化裝置的氧氣包括綠氫綠氧制取裝置制取的綠氧；
5、利用凈化裝置對(duì)所述高溫合成氣進(jìn)行凈化脫硫處理，得到原始脫硫合成氣和硫磺；所述原始脫硫合成氣包括：一氧化碳、二氧化碳和氫氣；
6、利用純化裝置從所述原始脫硫合成氣中提取氫氣，得到含碳原料混合氣和氫氣；所述氫氣用于供給氫燃料電池車輛、燃料電池?zé)犭娐?lián)供、純氫/摻氫鍋爐、純氫/摻氫燃?xì)廨啓C(jī)、氫氣催化燃燒器；
7、將所述含碳原料混合氣和所述綠氫綠氧制取裝置制取的綠氫送至清潔燃料合成裝置，以合成清潔燃料。
8、可選的，在利用純化裝置從所述原始脫硫合成氣中提取氫氣之前，所述方法還包括：
9、利用固體氧化物電解裝置，將水蒸氣和所述原始脫硫合成氣中的二氧化碳共電解生成氫氣和一氧化碳，得到目標(biāo)脫硫合成氣；
10、所述利用純化裝置從所述原始脫硫合成氣中提取氫氣，得到含碳原料混合氣和氫氣，具體包括：
11、利用純化裝置從所述目標(biāo)脫硫合成氣中提取氫氣，得到含碳原料混合氣和氫氣。
12、可選的，在合成的清潔燃料為甲醇的情況下，送至所述清潔燃料合成裝置的綠氫的流量是送至所述清潔燃料合成裝置的含碳原料混合氣中一氧化碳和二氧化碳總流量的1.5～2.5倍。
13、可選的，所述富碳原料清潔化利用方法還包括：
14、利用空氣分離裝置從空氣中分離出氧氣和氮?dú)猓黄渲校蛛x出的氧氣用于送至所述氣化裝置；
15、將氮?dú)夂退鼍G氫綠氧制取裝置制取的綠氫送至合成氨裝置，以合成綠氨。
16、可選的，所述富碳原料清潔化利用方法還包括：
17、在合成綠氨后，將所述含碳原料混合氣和所述綠氨送至尿素合成裝置，以合成尿素。
18、可選的，所述富碳原料清潔化利用方法還包括：
19、利用ccus(碳捕集、利用與封存)技術(shù)分離并采集其他生產(chǎn)過程中的二氧化碳?xì)怏w，將所述二氧化碳?xì)怏w存儲(chǔ)至氣體存儲(chǔ)罐；
20、將所述氣體存儲(chǔ)罐中的二氧化碳?xì)怏w送至所述清潔燃料合成裝置和/或所述尿素合成裝置。
21、可選的，所述富碳原料清潔化利用方法還包括：
22、利用儲(chǔ)氫裝置儲(chǔ)存所述氫氣，將所述氫氣作為長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，并結(jié)合可再生能源電廠和短周期儲(chǔ)能，用于為電力系統(tǒng)供電；
23、其中，在氫發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱作為化工系統(tǒng)及其他工業(yè)的供熱，或者輸出至市政管網(wǎng)用于居民供暖。
24、可選的，所述富碳原料清潔化利用方法還包括：
25、采用尾氣循環(huán)裝置回收所述清潔燃料合成裝置中未充分反應(yīng)的、包含一氧化碳和二氧化碳的尾氣；
26、將回收到的尾氣送至所述清潔燃料合成裝置。
27、根據(jù)本技術(shù)的第二方面，提供了一種富碳原料清潔化利用系統(tǒng)，包括：綠氫綠氧制取裝置、氣化裝置、凈化脫硫裝置、純化裝置和清潔燃料合成裝置；
28、綠氫綠氧制取裝置，用于利用可再生能源電解水制取綠氫和綠氧；
29、氣化裝置，用于利用氧氣和水蒸汽對(duì)富碳原料進(jìn)行氣化，得到高溫合成氣；所述氧氣包括綠氫綠氧制取裝置送出的綠氧；
30、凈化脫硫裝置，用于對(duì)所述氣化裝置送出的高溫合成氣進(jìn)行凈化脫硫處理，得到原始脫硫合成氣和硫磺；所述原始脫硫合成氣包括：一氧化碳、二氧化碳和氫氣；
31、純化裝置，用于從所述凈化脫硫裝置送出的原始脫硫合成氣中提取氫氣，得到含碳原料混合氣和氫氣；所述氫氣用于供給氫燃料電池車輛、燃料電池?zé)犭娐?lián)供、純氫/摻氫鍋爐、純氫/摻氫燃?xì)廨啓C(jī)、氫氣催化燃燒器；
32、清潔燃料合成裝置，用于利用所述純化裝置送出的含碳原料混合氣和所述綠氫綠氧制取裝置送出的綠氫，合成清潔燃料。
33、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：
34、固體氧化物電解裝置，用于將水蒸氣和所述原始脫硫合成氣中的二氧化碳共電解生成氫氣和一氧化碳，得到目標(biāo)脫硫合成氣；
35、所述純化裝置，具體用于從所述目標(biāo)脫硫合成氣中提取氫氣，得到含碳原料混合氣和氫氣。
36、可選的，在合成的清潔燃料為甲醇的情況下，送至所述清潔燃料合成裝置的綠氫的流量是送至所述清潔燃料合成裝置的含碳原料混合氣中一氧化碳和二氧化碳總流量的1.5～2.5倍。
37、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：
38、空氣分離裝置，用于從空氣中分離出氮?dú)夂脱鯕猓黄渲校蛛x的氧氣用于送至所述氣化裝置；
39、合成氨裝置，用于將綠氫綠氧制取裝置送出的綠氫和所述空氣分離裝置送出的氮?dú)夂铣删G氨。
40、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：尿素合成裝置，用于將所述純化裝置送出的含碳原料混合氣和所述合成氨裝置送出的綠氨合成尿素。
41、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：
42、二氧化碳收集存儲(chǔ)裝置，用于利用ccus技術(shù)分離并采集其他生產(chǎn)過程中的二氧化碳，將所述二氧化碳存儲(chǔ)至氣體存儲(chǔ)罐；其中，所述氣體存儲(chǔ)罐中的二氧化碳?xì)怏w用于送至所述清潔燃料合成裝置和/或所述尿素合成裝置。
43、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：
44、儲(chǔ)氫裝置，用于儲(chǔ)存所述氫氣，將所述氫氣作為長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，并結(jié)合可再生能源電廠和短周期儲(chǔ)能，用于為電力系統(tǒng)供電；
45、其中，在氫發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱作為化工系統(tǒng)及其他工業(yè)的供熱，或者輸出至市政管網(wǎng)用于居民供暖。
46、可選的，富碳原料清潔化利用系統(tǒng)還包括：
47、尾氣循環(huán)裝置，用于回收所述清潔燃料合成裝置中未充分反應(yīng)的、包含一氧化碳和二氧化碳的尾氣；其中，回收到的尾氣用于送至所述清潔燃料合成裝置。
48、根據(jù)本技術(shù)的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器，所述處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面所述的方法。
49、根據(jù)本技術(shù)的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面所述的方法。
50、根據(jù)本技術(shù)的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行第一方面所述的方法。
51、本技術(shù)實(shí)施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
52、在氣化裝置內(nèi)利用氧氣、水蒸汽和富碳原料反應(yīng)生成高溫合成氣，經(jīng)過凈化裝置凈化脫硫后，得到原始脫硫合成氣和硫磺；原始脫硫合成氣包括：一氧化碳、二氧化碳和氫氣。從原始脫硫合成氣中提取出氫氣，氫氣可以用于供給氫燃料電池車輛，而氫燃料電池車輛可以運(yùn)輸富碳原料和硫磺等其他產(chǎn)物。氫氣也可以用于燃料電池?zé)犭娐?lián)供、燃?xì)忮仩t、催化燃燒器等產(chǎn)生電和熱等。原始脫硫合成氣提取出氫氣后，得到含碳原料混合氣，和可再生能源制取的綠氫用于合成甲醇等清潔燃料。由于清潔燃料中的氫氣全部為綠氫，因此，提高了產(chǎn)物綠色屬性，從而提高產(chǎn)物價(jià)值。本技術(shù)實(shí)施例的產(chǎn)物包括氫氣和清潔燃料，可以充分利用產(chǎn)物的能量，提高了能效，同時(shí)降低碳排放。