CN117959883A - 绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置及工艺，涉及天然气制氢及二氧化碳捕集领域，撬装装置依次包括进料及预热单元、脱硫单元、重整单元、变换单元、水管理单元、变压吸附提氢及二氧化碳捕集单元。该装置可在高温高空速下操作，反应速度快，效率高；采用绿电辅助供热，改变传统蒸气重整制氢装置采用原料天然气做燃气的供热途径，合理利用绿电；设置两级PSA，在制取燃料电池氢气的同时进行CO2捕集，实现天然气制氢过程的绿色经济性；该装置优化工艺流程，能量利用合理，能源转化效率高，结构紧凑，占地面积小，自主可控程度高。
Description
技术领域
本发明涉及绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集撬装装置及制备工艺。属于天然气制氢及二氧化碳捕集领域。
背景技术
氢是一种无碳、高效、清洁和可持续的能源，是未来能源发展格局中的关键组成部分，全球约96％的氢气来源于传统化石能源，其中天然气蒸汽转化(重整)制氢占48％。但是天然气蒸汽重整反应是强吸热反应，天然气和水蒸气预热同时需要大量的能量，因此传统蒸气重整制氢装置大多采用天然气原料做燃气进行供热，降低了氢气产率。
同时天然气重整制氢不可避免的产生二氧化碳。
例如，公开号CN113620244A公布了一种天然气水蒸气重整制氢的系统及方法，所述系统包括天然气压缩及预热单元、天然气脱硫单元、原料水净化单元、制水蒸汽单元、重整单元、变换单元、PSA单元。但未涉及绿电的辅热利用及二氧化碳的捕集。
例如，公开号CN114014270A公开了一种模块化天然气重整制氢机及其制氢的方法，属于气体净化与分离领域，包括依次设置的配料模块、造气模块、净化模块，所述配料模块包括套管式转化炉，脱硫槽，换热式中低变反应器，缠绕式蒸汽过热器，锅炉给水预热器，中变水冷器，及中变气分离器；所述造气模块包括缓冲罐，压缩机，预脱硫器及锅炉；所述净化模块包括变压吸附集装格。其缩小工程装置体积，降低工程占地面积，将天然气制氢装置高度集成模块化，专门针对加氢站配套提供氢源。
发明内容
本发明的目的是提供一种绿电辅热的天然气重整制氢耦合碳捕集撬装装置及工艺，以解决现有技术中采用天然气原料做燃气的供热途径，合理利用绿电；该装置设置两级PSA，分别进行氢气提纯和二氧化碳捕集，并优化了工艺流程，合理利用能量，能源转化效率高。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，包括进料及预热单元、天然气脱硫单元、重整单元、变换单元、水管理单元、变压吸附提氢及碳捕集单元；
所述进料及预热单元包括天然气增压机和电加热预热器；
所述天然气脱硫单元包括加氢脱硫反应器和脱硫吸附塔；
所述重整单元包括电加热预反应器，换热式重整反应器，混合器和余热锅炉；
所述变换单元包括低变反应器及蒸气包、低变反应器出口换热器及分液罐入口冷却器；
所述水管理单元包括新鲜水罐和循环水罐，循环水罐出水分为两路，第一路经过第一注水泵输送进入低变反应器前入口混合器，第二路经过第二注水泵输送进入低变反应器出口换热器预热，所述新鲜水罐经过界区外补水后，出水分为两路，第三路经过第三注水泵输送与第二路水混合后输送进入低变反应器出口换热器，第四路经过第四注水泵输送进入低变蒸气包；
所述变压吸附提纯及碳捕集单元包括吸附塔系统、气体缓冲罐、解吸气增压机和驰放气压缩机，吸附塔系统包括一级PSA吸附塔系统和二级PSA吸附塔系统。
具体地，所述电加热预热器和电加热预反应器的绿电来源为太阳能，风能，生物质能，地热能，潮汐能中的一种或几种组合。
具体地，所述电加热预反应器为电加热列管式固定床反应器，列管内装填重整催化剂，装填量为催化剂总体积的1/4-1/3。
具体地，所述换热式重整反应器为换热式重整列管反应器，其结构包括反应器入口分配器和出口集合器，反应器烧嘴，反应列管，反应器炉体和折流板，所述反应列管内装填重整催化剂，反应列管的直径为80～150mm，总装填量为催化剂总体积的2/3-3/4。
具体地，所述低变反应器为列管式反应器，列管内装填变换催化剂。
具体地，所述余热锅炉包括圆柱形壳体，内部设置中温重整气盘管和高温烟气盘管，中温重整气盘管置于壳体上部，高温烟气盘管置于壳体下部，预热后的热水从壳体下部进入，换热后的蒸汽从壳体上部流出。
具体地，所述吸附塔系统中的吸附塔内装填有活性氧化铝、分子筛、硅胶、活性炭吸附剂其中的一种或几种组合，所述吸附塔系统由3～12个吸附塔组成。
绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的工艺，包括上述撬装装置，具体包括以下制备步骤：
步骤1：天然气进入天然气增压机进行增压，天然气经增压机增压至0.1～6.0MPa后进入绿电辅热的电加热预热器进行预热，预热温度为260～320℃，原料天然气为管道天然气；
步骤2：预热后的天然气进入加氢脱硫反应器，脱硫反应器内装填加氢脱硫剂，将天然气中的有机硫加氢转化为硫化氢，加氢脱硫温度为260～320℃，加氢脱硫压力为0.1～6.0MPa，然后进入脱硫塔，脱硫塔内装填吸附脱硫剂，将天然气中的硫化氢脱除到4ppb以下，吸附脱硫温度为0～320℃，吸附脱硫压力为0.1～6.0MPa；
步骤3：第二路循环水和第三路新鲜补充水经过低变反应器出口换热器预热，换热完成后(～160℃)进入余热锅炉和中温重整气以及高温烟气换热，换热完成后(～240℃)和步骤2中的净化天然气混合后和高温重整气(～860℃)在换热器中换热，换热完成后(～500℃)进入绿电辅热的电加热预反应器；
步骤4：原料气在预反应器反应完成后进入重整反应器入口分配器，均分为n路后分别进入重整反应器反应管中，反应列管中装填重整催化剂，反应结束后进入重整反应器出口集合罐中，集合后进入重整反应器出口换热器，和步骤3中的净化天然气及水蒸气换热；
步骤5：空气经过鼓风机进入空气预热器，和中温烟气(～400℃)换热后预热至205℃，预热后进入步骤4中的重整反应器烧嘴中，该装置产生的弛放气同样进入步骤4中的重整反应器烧嘴中和空气一起燃烧，生成步骤3中的高温烟气(大于1000℃)，生成的高温烟气为步骤4中的反应提供热量；
步骤6：高温烟气从重整反应器出口出来后进入余热锅炉，进行步骤3中的换热产生蒸汽，换热完成后进入空气预热器，进行步骤5中的换热，换热完成后(～250℃)，进入空气冷却器进行冷却，冷却后(～50℃)进入烟气分水罐，液态水从分水罐下部排出，烟气从分水罐顶部经烟气引风机排出；
步骤7：高温重整气经过步骤3中的换热器进行第一道换热后，进入步骤3中的余热锅炉进行第二道换热，换热完成后和第一路循环水混合后进入低变反应器反应，反应结束后进入低变反应器出口换热器，和骤3中的第二路循环水和第三路新鲜补充水换热，换热完成后进入分液罐前分液罐入口冷却器，冷却至40℃以下，在分液罐中进行气液分离后，分离后的液体水进入循环水罐中进行再次利用，分离后的气体进入变压吸附提纯单元；
步骤8：变换气经过分液罐分液后，气体进入富氢气体缓冲罐，再进入一级PSA吸附塔系统，吸附塔系统由8～10个吸附塔及其程控阀组成，变换气在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将H2从变换气中分离,得到产品气和解吸气，产品气为燃料电池级氢气，解吸气富含二氧化碳、氢气等；
步骤9：一级PSA分离得到的解吸气经过解吸气缓冲罐，进入解吸气增压机，经过增压后进入二级PSA吸附塔系统，吸附塔系统由4～6个吸附塔及其程控阀组成，在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将CO2从解吸气中分离,得到产品气和弛放气，产品气中CO2浓度≥95％，弛放气富含一氧化碳和甲烷等气体，一部分弛放气经过循环气压缩机增压进入一级PSA进行循环，一部分弛放气和空气混合后进入换热式重整反应器燃烧给重整反应供热。
具体地，步骤2中所述的有机硫加氢氢气来源为气瓶配氢或者产品氢气循环氢，配氢比例为1V％～1.5V％，步骤4中所述分配器和集合罐为一体，分配器在罐体上部，集合罐在罐体下部，中间用挡板隔开，所述分配器的分配线路为4～20路。
具体地，步骤7中所述高温重整气第一道换热的换热器为盘管换热器，管内通高温重整气，壳程通天然气和水蒸气。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的撬装装置依次包括进料及预热单元、脱硫单元、重整单元、变换单元、水管理单元、变压吸附提氢及二氧化碳捕集单元，该装置可在高温高空速下操作，反应速度快，效率高；采用绿电辅助供热，改变传统蒸气重整制氢装置采用原料天然气做燃气的供热途径，合理利用绿电；设置两级PSA，在制取燃料电池氢气的同时进行CO2捕集，实现天然气制氢过程的绿色经济性；该装置优化工艺流程，能量利用合理，能源转化效率高，结构紧凑，占地面积小，自主可控程度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对实施案例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置及工艺的流程图；
图2为实施例1的100kg/d天然气重整制燃料电池氢耦合CO2捕集撬装装置的布局图(1)；
图3为实施例1的100kg/d天然气重整制燃料电池氢耦合CO2捕集撬装装置的布局图(2)。
图中：1-天然气增压机；2-电加热预热器；3-加氢脱硫反应器；4-脱硫吸附塔；5-电加热预反应器；6-换热式重整反应器；7-混合器；8-余热锅炉；9-低变反应器；10-低变反应器出口换热器；11-分液罐入口分液罐入口冷却器；14-分液罐；15-一级PSA吸附塔系统；16-氢气产品罐；17-解吸气缓冲罐；18-解吸气增压机；19-解吸气增压机出口缓冲罐；20-二级PSA吸附塔系统；21-空气预热器；22-烟气引风机；23-循环水罐；24-第一注水泵；25-第二注水泵；26-第三注水泵；27-第四注水泵；28-新鲜水罐；29-弛放气压缩机出口缓冲罐；30-弛放气压缩机；31-弛放气压缩机入口缓冲罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
如图1-3所示，绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，包括进料及预热单元、天然气脱硫单元、重整单元、变换单元、水管理单元、变压吸附提纯及碳捕集单元；
进料及预热单元包括天然气增压机1和电加热预热器2，天然气增压机1用于天然气及配氢的增压，电加热预热器2利用绿电提供能量，绿电来源为太阳能，风能，生物质能，地热能，潮汐能中的一种或几种组合，进行天然气预热；
天然气脱硫单元包括加氢脱硫反应器3和脱硫吸附塔4，加氢脱硫反应器3中装填加氢脱硫催化剂，将天然气中的有机硫加氢转化为硫化氢，加氢脱硫温度：260～320℃，加氢脱硫压力：0.1～6.0MPa；脱硫吸附塔4中装填吸附脱硫剂，将天然气中的硫化氢浓度脱除到4ppb以下，吸附脱硫温度：0～320℃，吸附脱硫压力：0.1～6.0MPa，天然气脱硫单元是将天然气中的含硫化合物脱除，得到净化天然气；
重整单元包括电加热预反应器5，换热式重整反应器6，混合器7和余热锅炉8，天然气和水蒸气在电加热预反应器5中发生预反应，反应产物进入换热式重整反应器6发生重整反应，重整气和高温烟气进入换热器13进行热交换产生蒸气，电加热预反应器5为电加热列管式固定床反应器，电加热的绿电来源为太阳能，风能，生物质能，地热能，潮汐能其中的一种或几种组合，列管内装填重整催化剂，装填量为催化剂总体积的1/4-1/3，反应温度：600～750℃，反应压力：0.1～6.0MPa，反应空速：500～15000h-1；换热式重整反应器6的反应温度为650～950℃，反应压力为0.1～6.0MPa，反应空速为500～15000h-1；
换热式重整反应器6为换热式重整列管反应器，其结构包括反应器入口分配器和出口集合器，反应器烧嘴，反应列管，反应器炉体和折流板，反应列管内装填重整催化剂，反应列管的直径为80～150mm，总装填量为催化剂总体积的2/3-3/4，空气和弛放气进入反应器烧嘴后点燃，燃烧产生的高温烟气进入炉体后经过折流板导流与反应列管进行换热，为重整反应提供热量，反应温度：650～950℃，反应压力：0.1～6.0MPa，反应空速：500～15000h-1。
变换单元包括低变反应器9及蒸气包、低变反应器出口换热器10及分液罐入口冷却器11，低变反应器9为列管式反应器，列管内装填变换催化剂，反应器入口温度为：210℃～450℃，入口压力为：0.1～6.0MPa，反应器出口温度为：210℃～450℃，反应空速：500～5000h-1。
水管理单元包括新鲜水罐28和循环水罐23及其所属注水泵(第一注水泵24，第二注水泵25，第三注水泵26和第四注水泵27)及预热系统，变换气经过冷却在分液罐14中分离后，液体水进入循环水罐23，循环水罐23出水分为两路，第一路经过第一注水泵24输送进入低变反应器前入口混合器，第二路经过第二注水泵25输送进入低变反应器出口换热器10预热，预热后进入余热锅炉8和中温重整气及高温烟气换热，换热后和天然气混合进入预重整反应器，新鲜水罐28经过界区外补水后，出水分为两路，第三路经过第三注水泵26输送与第二路水混合后输送进入低变反应器出口换热器10，一起预热后进入余热锅炉8，第四路经过第四注水泵27输送进入低变蒸气包，第二路和第三路水混合预热后进入余热锅炉8，同时与中温重整气和高温烟气换热，为反应系统提供所需的水蒸气；
变压吸附提纯及碳捕集单元包括吸附塔系统、气体缓冲罐、解吸气增压机18和驰放气压缩机30，吸附塔系统包括一级PSA吸附塔系统15和二级PSA吸附塔系统20，一级PSA吸附塔系统15是将变换气分离得到解吸气和燃料电池级产品氢气，解吸气经过解吸气增压机18升压进入二级PSA吸附塔系统20,二级PSA吸附塔系统20将解吸气分离得到产品气CO2和弛放气，一部分弛放气和空气进入换热式重整反应器6中燃烧给重整反应供热，另一部分弛放气经过驰放气压缩机30进行升压重新进入一级PSA吸附塔系统15中。
具体地，余热锅炉8包括圆柱形壳体，内部设置中温重整气盘管和高温烟气盘管，中温重整气盘管置于壳体上部，高温烟气盘管置于壳体下部，预热后的热水从壳体下部进入，换热后的蒸汽从壳体上部流出。
具体地，吸附塔系统中的吸附塔内装填有活性氧化铝、分子筛、硅胶、活性炭吸附剂其中的一种或几种组合，吸附塔系统由3～12个吸附塔组成。
参照图2和3所示的布局图，绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集撬装装置的制备工艺，包括增压模块、重整模块、变换模块和提纯模块。撬装装置的框架由工字钢等钢结构建成，具有拆建便利可移动、建设周期短、高度集成、结构紧凑、占地面积小等优点。
下面将通过实施例来进一步说明本发明，实施例以一套100kg/d天然气重整制燃料电池氢耦合CO2捕集撬装装置为例，但是本发明并不因此而受到任何限制。
实施例1：
反应装置按照参照图1-3安装完成后，开始检验气密性，气密性合格后进行下一步，以下所有操作步骤均在气密合格之后进行的，具体实施过程如下：
步骤1：天然气进入天然增压机1增压至3.2MPa，增压后的天然气进入绿电辅热的电加热预热器2进行预热至320℃；
步骤2：预热后的天然气进入加氢脱硫反应器3，加氢脱硫温度320℃，加氢脱硫后进入脱硫吸附塔4，将天然气中的硫化氢脱除到3ppb，吸附脱硫温度320℃；
步骤3：余热锅炉8中产生的蒸汽和步骤2中的净化天然气混合(混合比例摩尔比为3：1)，混合后在换热器13中与高温重整气换热，换热至500℃后进入绿电辅热的电加热预反应器5，反应温度：700℃，在电加热预反应器5中反应结束后进入换热式重整反应器6，反应温度：850℃；
步骤4：空气经过鼓风机进入空气预热器21和中温烟气换热后和装置产生的弛放气进入重整反应器烧嘴燃烧，燃烧产生的高温烟气和反应管换热，为步骤3中的重整反应供热，部分烟气通过烟气引风机22进行烟气放空；
步骤5：步骤3中生成的高温重整气经过两次换热后，和由第一注水泵24控制的第一路循环水混合后进入低变反应器9，反应温度210℃，反应结束后变换气进入低变反应器出口换热器10，和由第二注水泵25控制的第二路循环水及由第三注水泵26控制的第一路新鲜水换热，换热结束后经过分液罐入口分液罐入口冷却器11进行冷却，冷却后进入分液罐14中进行气液分离，分离后液体水进入循环水罐23，气体进入变压吸附单元；
步骤6：变压吸附提纯单元由吸附塔系统(一级PSA吸附塔系统15和二级PSA吸附塔系统20)、气体缓冲罐(氢气产品罐16，解吸气缓冲罐17，解吸气增压机出口缓冲罐19，弛放气压缩机出口缓冲罐29和弛放气压缩机入口缓冲罐31)、解吸气增压机18、驰放气压缩机30等组成，采用两级PSA提纯工艺，变换气经过分液罐14分液后，进入一级PSA吸附塔系统15，变换气在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将H2从变换气中分离,得到产品气和解吸气，产品气为燃料电池级氢气，解吸气富含二氧化碳、氢气等；
步骤7：一级PSA分离得到的解吸气经过解吸气缓冲罐17，进入解吸气增压机18，经过增压后进入二级PSA吸附塔系统20，在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将CO2从解吸气中分离,得到产品气和弛放气，产品气中CO2浓度≥95％，弛放气富含一氧化碳和甲烷等气体，一部分弛放气经过驰放气压缩机30增压进入一级PSA进行循环，一部分弛放气和空气混合后进入换热式重整反应器6燃烧给重整反应供热。
上述实施例100kg/d天然气重整制燃料电池氢耦合CO2捕集撬装装置的参数如下表1。
表1
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：包括进料及预热单元、天然气脱硫单元、重整单元、变换单元、水管理单元、变压吸附提氢及碳捕集单元；
所述进料及预热单元包括天然气增压机和电加热预热器；
所述天然气脱硫单元包括加氢脱硫反应器和脱硫吸附塔；
所述重整单元包括电加热预反应器，换热式重整反应器，混合器和余热锅炉；
所述变换单元包括低变反应器及蒸气包、低变反应器出口换热器及分液罐入口冷却器；
所述水管理单元包括新鲜水罐和循环水罐，循环水罐出水分为两路，第一路经过第一注水泵输送进入低变反应器前入口混合器，第二路经过第二注水泵输送进入低变反应器出口换热器预热，所述新鲜水罐出水分为两路，第三路经过第三注水泵输送与第二路水混合后输送进入低变反应器出口换热器，第四路经过第四注水泵输送进入低变蒸气包；
所述变压吸附提纯及碳捕集单元包括吸附塔系统、气体缓冲罐、解吸气增压机和驰放气压缩机，吸附塔系统包括一级PSA吸附塔系统和二级PSA吸附塔系统。
2.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述电加热预热器和电加热预反应器的绿电来源为太阳能，风能，生物质能，地热能，潮汐能中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述电加热预反应器为电加热列管式固定床反应器，列管内装填重整催化剂，装填量为催化剂总体积的1/4-1/3。
4.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述换热式重整反应器为换热式重整列管反应器，其结构包括反应器入口分配器和出口集合器，反应器烧嘴，反应列管，反应器炉体和折流板，所述反应列管内装填重整催化剂，反应列管的直径为80～150mm，总装填量为催化剂总体积的2/3-3/4。
5.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述低变反应器为列管式反应器，列管内装填变换催化剂。
6.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述余热锅炉包括圆柱形壳体，内部设置中温重整气盘管和高温烟气盘管，中温重整气盘管置于壳体上部，高温烟气盘管置于壳体下部，预热后的热水从壳体下部进入，换热后的蒸汽从壳体上部流出。
7.根据权利要求1所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的撬装装置，其特征在于：所述吸附塔系统中的吸附塔内装填有活性氧化铝、分子筛、硅胶、活性炭吸附剂其中的一种或几种组合，所述吸附塔系统由3～12个吸附塔组成。
8.绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的工艺，其特征在于：包括权利要求1-7任一项所述的撬装装置，具体包括以下制备步骤：
步骤1：天然气进入天然气增压机进行增压，天然气经增压机增压至0.1～6.0MPa后进入绿电辅热的电加热预热器进行预热，预热温度为260～320℃；
步骤2：预热后的天然气进入加氢脱硫反应器，脱硫反应器内装填加氢脱硫剂，将天然气中的有机硫加氢转化为硫化氢，加氢脱硫温度为260～320℃，加氢脱硫压力为0.1～6.0MPa，然后进入脱硫塔，脱硫塔内装填吸附脱硫剂，将天然气中的硫化氢脱除到4ppb以下，吸附脱硫温度为0～320℃，吸附脱硫压力为0.1～6.0MPa；
步骤3：第二路循环水和第三路新鲜补充水经过低变反应器出口换热器预热，换热完成后(～160℃)进入余热锅炉和中温重整气以及高温烟气换热，换热完成后(～240℃)和步骤2中的净化天然气混合后和高温重整气(～860℃)在换热器中换热，换热完成后(～500℃)进入绿电辅热的电加热预反应器；
步骤4：原料气在预反应器反应完成后进入重整反应器入口分配器，均分为n路后分别进入重整反应器反应管中，反应列管中装填重整催化剂，反应结束后进入重整反应器出口集合罐中，集合后进入重整反应器出口换热器，和步骤3中的净化天然气及水蒸气换热；
步骤5：空气经过鼓风机进入空气预热器，和中温烟气(～400℃)换热后预热至205℃，预热后进入步骤4中的重整反应器烧嘴中，该装置产生的弛放气同样进入步骤4中的重整反应器烧嘴中和空气一起燃烧，生成步骤3中的高温烟气(大于1000℃)，生成的高温烟气为步骤4中的反应提供热量；
步骤6：高温烟气从重整反应器出口出来后进入余热锅炉，进行步骤3中的换热产生蒸汽，换热完成后进入空气预热器，进行步骤5中的换热，换热完成后(～250℃)，进入空气冷却器进行冷却，冷却后(～50℃)进入烟气分水罐，液态水从分水罐下部排出，烟气从分水罐顶部经烟气引风机排出；
步骤7：高温重整气经过步骤3中的换热器进行第一道换热后，进入步骤3中的余热锅炉进行第二道换热，换热完成后和第一路循环水混合后进入低变反应器反应，反应结束后进入低变反应器出口换热器，和骤3中的第二路循环水和第三路新鲜补充水换热，换热完成后进入分液罐前分液罐入口冷却器，冷却至40℃以下，在分液罐中进行气液分离后，分离后的液体水进入循环水罐中进行再次利用，分离后的气体进入变压吸附提纯单元；
步骤8：变换气经过分液罐分液后，气体进入富氢气体缓冲罐，再进入一级PSA吸附塔系统，吸附塔系统由8～10个吸附塔及其程控阀组成，变换气在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将H2从变换气中分离,得到产品气和解吸气，产品气为燃料电池级氢气，解吸气富含二氧化碳、氢气等；
步骤9：一级PSA分离得到的解吸气经过解吸气缓冲罐，进入解吸气增压机，经过增压后进入二级PSA吸附塔系统，吸附塔系统由4～6个吸附塔及其程控阀组成，在吸附塔内进行升压、吸附、降压、冲洗等一系列步骤后，将CO2从解吸气中分离,得到产品气和弛放气，产品气中CO2浓度≥95％，弛放气富含一氧化碳和甲烷等气体，一部分弛放气经过循环气压缩机增压进入一级PSA进行循环，一部分弛放气和空气混合后进入换热式重整反应器燃烧给重整反应供热。
9.根据权利要求8所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的工艺，其特征在于：步骤2中所述的有机硫加氢氢气来源为气瓶配氢或者产品氢气循环氢，配氢比例为1V％～1.5V％，步骤4中所述分配器和集合罐为一体，分配器在罐体上部，集合罐在罐体下部，中间用挡板隔开，所述分配器的分配线路为4～20路。
10.根据权利要求8所述的绿电辅热天然气重整制氢耦合碳捕集的工艺，其特征在于：步骤7中所述高温重整气第一道换热的换热器为盘管换热器，管内通高温重整气，壳程通天然气和水蒸气的混合气。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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