一种利用可再生电力的固体氧化物电解池制天然气的方法

摘要

本发明公开了属于制合成气及天然气技术领域的一种利用可再生电力的固体氧化物电解池制天然气的方法，在传统两步法煤制天然气工艺基础上，直接利用可再生电力能源，通过SOEC高温共电解CO₂/H₂O混合气体，将捕集到的CO₂高效转化为CO/H₂/CH₄混合气体和纯氧，所得产物可返回煤制天然气过程进一步分别供甲烷化和气化炉使用。本发明开发了利用煤制天然气过程中捕集的CO₂的新途径，拓展了SOEC可行的应用领域，为难以上网的可再生能源电力提供了一种非并网利用方式，实现了碳资源循环利用，降低煤制天然气能耗，解决非并网可再生能源电力难以利用的问题。

主权项

一种利用可再生电力的固体氧化物电解池制天然气的方法，其特征在于，具体方法包括如下步骤：(1)煤制天然气：采用常规煤制天然气系统，通过空气分离、加压气化、部分水气变换、冷却、气体洗涤和甲烷化步骤制备天然气；(2)抽气：分别收集煤制天然气过程中产生的CO₂和水蒸汽，混合后得到CO₂/H₂O混合气体，其中CO₂与H₂O的摩尔比为1:2‑4；(3)换热：利用换热器将CO₂/H₂O混合气体与煤制天然气系统进行多级换热，使CO₂/H₂O混合气体的温度升高到固体氧化物电解池的工作温度；(4)输变电：将可再生电力能源输送至固体氧化物电解池，利用整流器将可再生电力能源转变为直流电；(5)固体氧化物电解池电解：将经换热的CO₂/H₂O混合气体输送到固体氧化物电解池，在步骤(4)得到的直流电作用下，利用固体氧化物电解池电解CO₂/H₂O混合气体，电解池的工作温度为600℃～1000℃，压力为0.1MPa～3.0MPa，固体氧化物电解池在阴极生成CO、H₂和CH₄，在阳极生成O₂；(6)储气回气：将电解得到的CO/H₂/CH₄混合气体与O₂输送到步骤(1)中的煤制天然气系统，重复步骤(1)以进一步制备天然气。