CN117626294A - 一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***和方法，气化炉与富CO合成气净化单元和熔盐分离单元通过管道相连，熔盐分离单元分别与固体分离单元和电解单元通过管道相连，电解单元分别与富H2气体净化单元、CO2分离储存单元和熔盐再生单元通过管道相连，CO2分离储存单元和熔盐再生单元通过管道相连，熔盐再生单元与气化炉通过管道相连。本发明耦合绿电加热的熔融床和电解单元，通过熔融床和电解单元间的碱金属盐的匹配，克服了可再生能源生产的绿电周期性、波动性对制备合成气过程的影响，也从***的角度降低了电解单元的生产成本，从而实现了耦合绿电以有效减少燃烧供热反应和变换反应CO2的排放这一目标。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体为一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***和方法。
背景技术
我国可再生能源装机容量日益增长，这些可再生能源所产生的绿电将成为未来我国能源的主要部分，如妥善将绿电与工业生产过程结合，可降低相关过程的CO2排放，从而支撑“双碳”目标的达成。在我国，以煤为源头的化学品生产占据重要地位，但以煤气化为源头的化学品生产工艺往往伴随大量CO2排放，生产每吨化学品平均排放CO2达3吨以上。在煤气化工艺中燃烧供热反应和变换反应均伴随大量CO2排放。如能将煤气化过程耦合绿电，针对燃烧供热反应和变换反应进行优化，可有效降低CO2排放。
现有技术通常针对变换反应进行优化，通过耦合电解水制氢单元，实现变换反应减排CO2的目的，例如中国发明专利CN116144401A公开了一种通过电解水所得氢气提高煤气化合成气氢碳比，从而降低变换单元额外产生的CO2而制备甲醇的方法。但需要指出，上述方法仅解决了H2的来源问题，但电解单元本身存在成本较高的问题难以解决，耦合绿电以减少燃烧供热反应的CO2排放以制备合成气难度较大；尽管中国发明专利CN114874814A公布了一种基于碱金属熔融盐的生物质热解气化装置及方法，实现了太阳能对热解和气化过程的热量供应，但上述装置及方法主要是用于生产燃气，由于太阳能供应不稳定，因此很难生产品质和产量相对稳定的合成气产品用于下游合成。
综上所述，耦合绿电生产合成气主要存在下述问题：首先，现有较成熟的气化工艺均难以在使用具有周期性、波动性特点的绿电供热的情况下保证合成气质量；其次，尽管可引入由可再生能源生产的绿氢调节气化工艺所产合成气的氢碳比，但技术相对成熟的碱性电解槽电解技术所产的废弃碱液难以处理、相对环保的质子交换膜电解技术成本难以降低；为此提供了一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***和方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***和方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，至少包括气化炉、富CO合成气净化单元、熔盐分离单元、电解单元、富H2气体净化单元、CO2分离储存单元、熔盐再生单元和固体分离单元，所述气化炉与富CO合成气净化单元和熔盐分离单元通过管道相连，所述熔盐分离单元分别与固体分离单元和电解单元通过管道相连，所述电解单元分别与富H2气体净化单元、CO2分离储存单元和熔盐再生单元通过管道相连，所述CO2分离储存单元和熔盐再生单元通过管道相连，所述熔盐再生单元与气化炉通过管道相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述气化炉为基于碱金属熔融碳酸盐的熔融床气化反应器，所述气化炉采用旋流或对喷的进料方式输入含碳固体原料和气化剂，所述气化剂为CO2；所述气化炉采用绿电通过外加热或内加热形式对碱金属碳酸盐和固体燃料加热；绿电来自于水力发电装置、风力发电装置、太阳能发电装置或生物质发电装置中的一种或多种，所述气化炉上还设有排渣口；
气化炉生产的富CO合成气与CO2分离储存单元所得的部分O2在气化炉内进行富氧燃烧或纯氧燃烧，作为可再生能源电力供应出现波动时气化反应供热的补充。
作为本发明的一种优选技术方案，所述富CO合成气净化单元用于分离焦油在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述熔盐分离单元采用溶解方法分离易溶于水的碱金属碳酸盐和不溶于水的未反应残炭、灰分以及反应所得不溶盐。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电解单元采用若干台碱性电解槽作为电解装置电解碱金属碳酸盐溶液和相应碱溶液的混合物，制备H2、O2和CO2，电解单元的电力来自绿电，碱性电解槽使用阳离子膜分离阴极和阳极，阴极获得H2，阳极获得CO2和O2，阴极产生气体进入富H2气体净化单元进行净化，阳极产生气体进入CO2分离储存单元进行分离，电解单元中产生的强碱性碱液定时排放至熔盐再生单元。加入来自熔盐分离单元所得到浓度较低的盐溶液，并控制电解槽中的溶液浓度以确保不发生堵塞；
作为本发明的一种优选技术方案，所述富H2气体净化单元包括气体净化装置和H2储气装置，用于降低绿电的周期性和波动性对H2制备的影响。
作为本发明的一种优选技术方案，所述CO2分离储存单元包括分离装置、CO2储气装置和O2储气装置，所述分离装置对电解单元阳极产生的CO2、O2和少量杂质气体进行分离；所述CO2储气装置储存CO2；所述O2储气装置存储O2并外供或作为气化炉补充供热助燃剂使用，来自CCUS的CO2也储存在CO2分离储存单元中，在保证整个气化***CO2零排放的同时，消纳一定量CCUS所得的CO2。
作为本发明的一种优选技术方案，所述熔盐再生单元使用来自气化炉气体的余热进行蒸发干燥，并收集蒸发得到的冷凝水返回熔盐分离单元使用以降低***水耗；所述固体分离单元采用重选法分离未反应残炭和灰分及反应所得不溶盐，比重较小的未反应残炭返回气化炉进行气化，比重较大的灰分及反应所得不溶盐作为灰排出***。
一种耦合绿电的熔融床制备合成气的方法，该方法在一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***中实施，具体步骤如下：
S1：固体燃料可直接由加料装置加入气化炉，作为熔融床中传热和催化气化反应介质的碱金属碳酸盐也由熔盐再生单元加入气化炉中，气化炉中使用的气化剂是CO2，气化炉的气化反应热量由可再生能源生产的绿电提供；气化炉被加热至900℃，碱金属碳酸盐成为流动性较好的熔融液体，CO2通过喷嘴旋流喷入气化炉中强化CO2和固体燃料的接触；固体燃料在碱金属碳酸盐催化作用下，以较高的气化强度被气化为富CO合成气，所产生的焦油也在此过程中充***解，在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体在富CO合成气净化单元被分离；未反应残炭、灰分、反应所得不溶盐以及碱金属熔融盐组成的熔渣由排渣口排出气化炉从而进入熔盐分离单元；
S2：熔盐分离单元利用热水对碱金属盐、未反应的残炭、灰分以及硅铝酸盐进行溶解以进行分离，除碱金属盐外的其他物质均不溶于水，碱金属盐的水溶液进入电解单元，不溶于水的未反应残炭、灰分和反应所得不溶盐进入固体分离单元；未反应残炭与灰分和反应所得不溶盐存在密度差异，因此在固体分离单元通过重选法分为未反应残炭以及灰分和反应所得不溶盐两部分，未反应残炭返回气化炉中继续气化，灰分和反应所得不溶盐则作为灰排出***；
S3：H2在电解单元的阴极产生，CO2和O2在电解单元的阳极产生，阴极产生的H2进入富H2气体净化单元后获得达到合成催化剂要求的H2；阳极产生的二氧化碳和氧气在CO2分离储存单元分离成两种气体，CO2供气化炉和熔盐再生单元使用，O2可外供；
S4：碱金属碳酸盐在电解单元中会生成相应的碱，此时溶液中的pH值会相应增加，连续运行过程中，来自于熔盐分离单元的碱金属碳酸盐溶液不断进入电解单元，电离后生成的碱液则连续排出至熔盐再生单元；被排出的碱液在熔盐再生单元中被来自于CO2分离储存单元中的CO2转化为碱金属碳酸盐，且被干燥脱除水分，干燥再生后的碱金属碳酸盐返回气化炉。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S1中的所述气化剂来自于通过捕集手段获取的储存在CO2储存单元中的CO2，还来自于碳酸钾在电解单元中电解过程产生的CO2；
步骤S3考虑到工业装置运转中的物料损耗和气体驰放，在合成过程中需向电解单元中补充碱金属碳酸盐或相应的碱，向CO2储存单元中补充来源于CCUS的CO2。
本发明的有益效果是：同现有技术方案相比，本发明的技术方案优点在于：
（1）本发明可使用可再生能源生产的绿电提供合成气生产需要的热量，同时克服绿电周期性和波动性特点造成合成气生产的不稳定，相对稳定地生产合成气，从而有效地减少合成气生产过程中的二氧化碳排放；
（2）本发明通过耦合碱金属熔融盐气化、熔融盐溶解再生和碱性电解槽电解水制氢过程，实现了绝大部分碱金属盐的循环，从***的角度降低了碱性电解槽中碱金属盐相关的成本，也解决了熔融床技术中碱金属熔融盐难以利用的问题；
（3）本发明通过额外的CO2分离储存单元为气化和干燥再生单元提供气源，可调控气化炉中碱金属盐的酸碱性而削弱其对设备的腐蚀，也可调控电解槽的pH值以控制其生产；
（4）本发明还能够根据下游的需求，通过改变气化单元和电解单元的生产能力灵活调整合成气氢碳比以生产不同化学品，并消除传统调节合成气氢碳比过程额外产生的CO2。
附图说明
图1为本发明的耦合绿电的熔融床制备合成气的***示意图。
图中：气化炉1、富CO合成气净化单元2、熔盐分离单元3、电解单元4、富H2气体净化单元5、CO2分离储存单元6、熔盐再生单元7、固体分离单元8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，至少包括气化炉1、富CO合成气净化单元2、熔盐分离单元3、电解单元4、富H2气体净化单元5、CO2分离储存单元6、熔盐再生单元7和固体分离单元8，气化炉1与富CO合成气净化单元2和熔盐分离单元3通过管道相连，熔盐分离单元3分别与固体分离单元8和电解单元4通过管道相连，电解单元4分别与富H2气体净化单元5、CO2分离储存单元6和熔盐再生单元7通过管道相连，CO2分离储存单元6和熔盐再生单元7通过管道相连，熔盐再生单元7与气化炉1通过管道相连。
气化炉1为基于碱金属熔融碳酸盐的熔融床气化反应器，气化炉1采用旋流或对喷的进料方式输入含碳固体原料和气化剂，气化剂为CO2；气化炉1采用绿电通过外加热或内加热形式对碱金属碳酸盐和固体燃料加热；绿电来自于水力发电装置、风力发电装置、太阳能发电装置或生物质发电装置中的一种或多种，气化炉1上还设有排渣口；
气化炉1生产的富CO合成气与CO2分离储存单元6所得的部分O2在气化炉1内进行富氧燃烧或纯氧燃烧，作为可再生能源电力供应出现波动时气化反应供热的补充。
富CO合成气净化单元2用于分离焦油在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体。富CO合成气净化单元2和富H2气体净化单元5分别对CO为主的合成气和富H2气体进行净化，满足后续合成催化剂的要求。
熔盐分离单元3采用溶解方法分离易溶于水的碱金属碳酸盐和不溶于水的未反应残炭、灰分以及反应所得不溶盐。
电解单元4采用若干台碱性电解槽作为电解装置电解碱金属碳酸盐溶液和相应碱溶液的混合物，制备H2、O2和CO2，电解单元4的电力来自绿电，碱性电解槽使用阳离子膜分离阴极和阳极，阴极获得H2，阳极获得CO2和O2，阴极产生气体进入富H2气体净化单元5进行净化，阳极产生气体进入CO2分离储存单元6进行分离，电解单元4中产生的强碱性碱液定时排放至熔盐再生单元7；加入来自熔盐分离单元3所得到浓度较低的盐溶液，并控制电解槽中的溶液浓度以确保不发生堵塞。
富H2气体净化单元5包括气体净化装置和H2储气装置，用于降低绿电的周期性和波动性对H2制备的影响。
CO2分离储存单元6包括分离装置、CO2储气装置和O2储气装置，分离装置对电解单元4阳极产生的CO2、O2和少量杂质气体进行分离；CO2储气装置储存CO2；O2储气装置存储O2并外供或作为气化炉1补充供热助燃剂使用，来自CCUS的CO2也储存在CO2分离储存单元6中，在保证整个气化***CO2零排放的同时，消纳一定量CCUS所得的CO2。
熔盐再生单元7使用来自气化炉1气体的余热进行蒸发干燥，并收集蒸发得到的冷凝水返回熔盐分离单元3使用以降低***水耗；固体分离单元8采用重选法分离未反应残炭和灰分及反应所得不溶盐，比重较小的未反应残炭返回气化炉1进行气化，比重较大的灰分及反应所得不溶盐作为灰排出***。
一种耦合绿电的熔融床制备合成气的方法，该方法在耦合绿电的熔融床制备合成气的***中实施，具体步骤如下：
S1：固体燃料可直接由加料装置加入气化炉1，作为熔融床中传热和催化气化反应介质的碱金属碳酸盐也由熔盐再生单元7加入气化炉1中，气化炉1中使用的气化剂是CO2，气化剂来自于通过捕集手段获取的储存在CO2储存单元6中的CO2，还来自于碳酸钾在电解单元4中电解过程产生的CO2，气化炉1的气化反应热量由可再生能源生产的绿电提供；气化炉1被加热至900℃，碱金属碳酸盐成为流动性较好的熔融液体，CO2通过喷嘴旋流喷入气化炉1中强化CO2和固体燃料的接触；固体燃料在碱金属碳酸盐催化作用下，以较高的气化强度被气化为富CO合成气，所产生的焦油也在此过程中充***解，在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体在富CO合成气净化单元2被分离；未反应残炭、灰分、反应所得不溶盐以及碱金属熔融盐组成的熔渣由排渣口排出气化炉1从而进入熔盐分离单元3；
S2：熔盐分离单元3利用热水对碱金属盐、未反应的残炭、灰分以及硅铝酸盐进行溶解以进行分离，除碱金属盐外的其他物质均不溶于水，碱金属盐的水溶液进入电解单元4，不溶于水的未反应残炭、灰分和反应所得不溶盐进入固体分离单元8；未反应残炭与灰分和反应所得不溶盐存在密度差异，因此在固体分离单元8通过重选法分为未反应残炭以及灰分和反应所得不溶盐两部分，未反应残炭返回气化炉1中继续气化，灰分和反应所得不溶盐则作为灰排出***；
S3：H2在电解单元4的阴极产生，CO2和O2在电解单元4的阳极产生，阴极产生的H2进入富H2气体净化单元5后获得达到合成催化剂要求的H2；阳极产生的二氧化碳和氧气在CO2分离储存单元6分离成两种气体，CO2供气化炉1和熔盐再生单元7使用，O2可外供，考虑到工业装置运转中的物料损耗和气体驰放，在合成过程中需向电解单元4中补充碱金属碳酸盐或相应的碱，向CO2储存单元6中补充来源于CCUS的CO2；
S4：碱金属碳酸盐在电解单元4中会生成相应的碱，此时溶液中的pH值会相应增加，连续运行过程中，来自于熔盐分离单元3的碱金属碳酸盐溶液不断进入电解单元4，电离后生成的碱液则连续排出至熔盐再生单元7；被排出的碱液在熔盐再生单元7中被来自于CO2分离储存单元6中的CO2转化为碱金属碳酸盐，且被干燥脱除水分，干燥再生后的碱金属碳酸盐返回气化炉1。
下面以煤制备氢碳比为3的合成气以制备油品(费托合成)为例，说明本发明生产氢碳比可调合成气***的应用；如图1所示，气化炉1、富CO合成气净化单元2、熔盐分离单元3、电解单元4、富H2气体净化单元5、CO2储存单元6、熔盐再生单元7和固体分离单元8和必要的部件及管路；煤加入量为10 t/h。
煤无需处理，可直接通过加料装置加入气化炉1中，气化炉工作温度为850-1100℃，工作压力为常压，气化剂CO2流量为7000-14000 Nm3/h，O2流量为0-6000 Nm3/h，所产生的富CO合成气流量为20000 Nm3/h，CO浓度约70 %。气化炉使用绿电供热，其电耗为4-85MW。气化炉排渣量为26-260 t/h，再生熔盐加入量为24-258 t/h。与气化炉1排渣口相连的熔盐分离单元3水耗为56-612 t/h，外排碱金属盐溶液量为80-870 t/h。
与此规模气化炉1相匹配的电解单元4工作在65-85℃，其产物H2流量为42000 Nm3/h，O2流量为21000 Nm3/h，CO2流量为4000-42000 Nm3/h。上述气体中，CO2除供应气化炉1作为气化剂使用外，还需供应熔盐再生单元7应用于碱金属碳酸盐的再生，如电解单元4生产的CO2不足以供应气化和再生单元需求，则向CO2储存单元6加入来源于CCUS的CO2以满足其供应；部分O2可作为气化炉1加热的助燃剂以应对绿电周期性和波动性的特点，其余O2可外供。电解单元4外排碱液量为38-750 t/h。
当绿电供应发生短时间下降时，可增加进入气化炉1的O2量，由于熔融盐具有较好的传热能力和较大的热容，因此可保证气化炉1克服绿电供应不足的问题而稳定运行。
以上给出了一个采用本发明的以煤制备氢碳比为3的合成气的***的实施例。需要说明的是，本发明的核心是将具有应对绿电周期性波动性特点的装置耦合，并通过适当的物流与能流匹配，在控制CO2排放的前提下实现由耦合绿电的稳定且经济地制备合成气的目标。在实际应用中，固体燃料可以使用如生物质、有机固废、油页岩、煤矸石等各种含碳固体有机物。当固体燃料为生物质时，合成气所生产的化学品为绿色化学品。此外，由于***解耦了CO和H2的生成反应，因此合成气氢碳比可以在更大范围内灵活调整，在实际应用中可根据下游合成化学品的需求调整合成气氢碳比。
本发明分别通过熔融床和电解单元实现绿电对燃烧供热反应和变换反应的耦合，并通过熔融床和电解单元间的物流匹配，使电解单元所使用的碱金属盐及其对应的碱同时可作为熔融床的传热介质和催化剂使用，从而从***的角度降低了电解单元的生产成本。通过本发明提出的***，可实现耦合绿电以有效减少燃烧供热反应和变换反应CO2的排放。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，至少包括气化炉(1)、富CO合成气净化单元(2)、熔盐分离单元(3)、电解单元(4)、富H2气体净化单元(5)、CO2分离储存单元(6)、熔盐再生单元(7)和固体分离单元(8)，其特征在于：所述气化炉(1)与富CO合成气净化单元(2)和熔盐分离单元(3)通过管道相连，所述熔盐分离单元(3)分别与固体分离单元(8)和电解单元(4)通过管道相连，所述电解单元(4)分别与富H2气体净化单元(5)、CO2分离储存单元(6)和熔盐再生单元(7)通过管道相连，所述CO2分离储存单元(6)和熔盐再生单元(7)通过管道相连，所述熔盐再生单元(7)与气化炉(1)通过管道相连。
2.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述气化炉(1)为基于碱金属熔融碳酸盐的熔融床气化反应器，所述气化炉(1)采用旋流或对喷的进料方式输入含碳固体原料和气化剂，所述气化剂为CO2；所述气化炉(1)采用绿电通过外加热或内加热形式对碱金属碳酸盐和固体燃料加热；绿电来自于水力发电装置、风力发电装置、太阳能发电装置或生物质发电装置中的一种或多种，所述气化炉(1)上还设有排渣口；
气化炉(1)生产的富CO合成气与CO2分离储存单元(6)所得的部分O2在气化炉(1)内进行富氧燃烧或纯氧燃烧，作为可再生能源电力供应出现波动时气化反应供热的补充。
3.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述富CO合成气净化单元(2)用于分离焦油在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体。
4.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述熔盐分离单元(3)采用溶解方法分离易溶于水的碱金属碳酸盐和不溶于水的未反应残炭、灰分以及反应所得不溶盐。
5.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述电解单元(4)采用若干台碱性电解槽作为电解装置电解碱金属碳酸盐溶液和相应碱溶液的混合物，制备H2、O2和CO2，电解单元(4)的电力来自绿电，碱性电解槽使用阳离子膜分离阴极和阳极，阴极获得H2，阳极获得CO2和O2，阴极产生气体进入富H2气体净化单元(5)进行净化，阳极产生气体进入CO2分离储存单元(6)进行分离，电解单元(4)中产生的强碱性碱液定时排放至熔盐再生单元(7)，加入来自熔盐分离单元(3)所得到浓度较低的盐溶液，并控制电解槽中的溶液浓度以确保不发生堵塞。
6.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述富H2气体净化单元(5)包括气体净化装置和H2储气装置，用于降低绿电的周期性和波动性对H2制备的影响。
7.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述CO2分离储存单元(6)包括分离装置、CO2储气装置和O2储气装置，所述分离装置对电解单元(4)阳极产生的CO2、O2和少量杂质气体进行分离；所述CO2储气装置储存CO2；所述O2储气装置存储O2并外供或作为气化炉(1)补充供热助燃剂使用，来自CCUS的CO2也储存在CO2分离储存单元(6)中，在保证整个气化***CO2零排放的同时，消纳一定量CCUS所得的CO2。
8.根据权利要求1所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***，其特征在于：所述熔盐再生单元(7)使用来自气化炉(1)气体的余热进行蒸发干燥，并收集蒸发得到的冷凝水返回熔盐分离单元(3)使用以降低***水耗；所述固体分离单元(8)采用重选法分离未反应残炭和灰分及反应所得不溶盐，比重较小的未反应残炭返回气化炉(1)进行气化，比重较大的灰分及反应所得不溶盐作为灰排出***。
9.一种耦合绿电的熔融床制备合成气的方法，其特征在于：该方法在权利要求1-8所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的***中实施，具体步骤如下：
S1：固体燃料可直接由加料装置加入气化炉(1)，作为熔融床中传热和催化气化反应介质的碱金属碳酸盐也由熔盐再生单元(7)加入气化炉(1)中，气化炉(1)中使用的气化剂是CO2，气化炉(1)的气化反应热量由可再生能源生产的绿电提供；气化炉(1)被加热至900℃，碱金属碳酸盐成为流动性较好的熔融液体，CO2通过喷嘴旋流喷入气化炉(1)中强化CO2和固体燃料的接触；固体燃料在碱金属碳酸盐催化作用下，以较高的气化强度被气化为富CO合成气，所产生的焦油也在此过程中充***解，在热解过程中产生的甲烷以及其他烃类气体在富CO合成气净化单元(2)被分离；未反应残炭、灰分、反应所得不溶盐以及碱金属熔融盐组成的熔渣由排渣口排出气化炉(1)从而进入熔盐分离单元(3)；
S2：熔盐分离单元(3)利用热水对碱金属盐、未反应的残炭、灰分以及硅铝酸盐进行溶解以进行分离，除碱金属盐外的其他物质均不溶于水，碱金属盐的水溶液进入电解单元(4)，不溶于水的未反应残炭、灰分和反应所得不溶盐进入固体分离单元(8)；未反应残炭与灰分和反应所得不溶盐存在密度差异，因此在固体分离单元(8)通过重选法分为未反应残炭以及灰分和反应所得不溶盐两部分，未反应残炭返回气化炉(1)中继续气化，灰分和反应所得不溶盐则作为灰排出***；
S3：H2在电解单元(4)的阴极产生，CO2和O2在电解单元(4)的阳极产生，阴极产生的H2进入富H2气体净化单元(5)后获得达到合成催化剂要求的H2；阳极产生的二氧化碳和氧气在CO2分离储存单元(6)分离成两种气体，CO2供气化炉(1)和熔盐再生单元(7)使用，O2可外供；
S4：碱金属碳酸盐在电解单元(4)中会生成相应的碱，此时溶液中的pH值会相应增加，连续运行过程中，来自于熔盐分离单元(3)的碱金属碳酸盐溶液不断进入电解单元(4)，电离后生成的碱液则连续排出至熔盐再生单元(7)；被排出的碱液在熔盐再生单元(7)中被来自于CO2分离储存单元(6)中的CO2转化为碱金属碳酸盐，且被干燥脱除水分，干燥再生后的碱金属碳酸盐返回气化炉(1)。
10.根据权利要求9所述的一种耦合绿电的熔融床制备合成气的方法，其特征在于：步骤S1中的所述气化剂来自于通过捕集手段获取的储存在CO2储存单元(6)中的CO2，还来自于碳酸钾在电解单元(4)中电解过程产生的CO2；
步骤S3考虑到工业装置运转中的物料损耗和气体驰放，在合成过程中需向电解单元(4)中补充碱金属碳酸盐或相应的碱，向CO2储存单元(6)中补充来源于CCUS的CO2。
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