一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114776407A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210333040.2C01B3/24(2006.01)(22)申请日2022.03.31(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人孙志新田娜黄毅圣赵强(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100专利代理师张灯灿蔡学俊(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K21/00(2006.01)F01K25/10(2006.01)F01K27/02(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统(57)摘要本发明涉及一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，天然气储罐连接重整反应器，重整反应器的烟气通入蒸发器和天然气预处理单元，而后汇合作为第一有机朗肯循环的热源，蒸发器的水蒸气连接重整反应器和转化炉，LNG供应源的液化天然气作为第一有机朗肯循环的冷源，然后经天然气预处理单元进入天然气储罐和重整反应器；重整反应器的合成气作为第二有机朗肯循环的热源，进行水煤气变化反应后，作为第三有机朗肯循环的热源，然后进入变压吸附单元输出净化后的氢气；LNG供应源的液化天然气作为第二、三有机朗肯循环的冷源，气化后输出天然气；三个有机朗肯循环系统连接相应的发电机向外输出电能。该系统有利于能量梯级高效利用，节能环保。CN114776407ACN114776407A权利要求书1/1页1.一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，包括天然气储罐、重整反应器、蒸发器、天然气预处理单元、LNG供应源、增压泵、转化炉、变压吸附单元、三个有机朗肯循环系统及相应的发电机，所述天然气储罐连接重整反应器，以向其通入提纯后的天然气，所述重整反应器的烟气口分别连接蒸发器和天然气预处理单元，以分别向其通入高温烟气，所述蒸发器的水蒸气出口分别连接重整反应器和转化炉，以分别为其提供水蒸气；所述蒸发器和天然气预处理单元的出口烟气汇合后通入第一有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第一有机朗肯循环的热源，LNG供应源的液化天然气经第一增压泵加压后通入第一有机朗肯循环系统的冷凝器，以作为第一有机朗肯循环的冷源，然后进入天然气预处理单元，所述天然气预处理单元的出口同时连接天然气储罐和重整反应器；所述重整反应器出口的高温合成气通入第二有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第二有机朗肯循环的热源，然后进入转化炉与水蒸气进行水煤气变化反应，然后通入第三有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第三有机朗肯循环的热源，然后进入变压吸附单元，变压吸附单元输出净化后的氢气产物；LNG供应源的液化天然气经第二增压泵加压后依次通入第二有机朗肯循环系统、第三有机朗肯循环系统的冷凝器，以作为第二有机朗肯循环、第三有机朗肯循环的冷源，吸热后的LNG气化后向用户端输出天然气；三个有机朗肯循环系统连接相应的发电机，向外输出电能。2.根据权利要求1所述的一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，所述重整反应器包括底部的燃烧区和顶部的重整反应区，所述天然气储罐分别与重整反应器的燃烧区和重整反应区连接，通入的天然气一部分进入燃烧区作为燃料为反应提供热量，另一部分进入重整反应区作为重整制氢的原材料。3.根据权利要求2所述的一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，所述重整反应器底部燃烧区的天然气燃烧后产生的高温烟气经由重整反应器顶部的烟气口流出，一部分进入蒸发器内将水加热成水蒸气以作为重整反应的原材料，另一部分进入天然气预处理单元内提供热量用以天然气脱硫提纯。4.根据权利要求2所述的一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，第一有机朗肯循环系统的冷凝器出口的天然气进入天然气预处理单元内进行脱硫提纯，提纯后的天然气分为三部分，一部分进入天然气储罐内，用于下次系统启动，一部分进入重整反应器的燃烧区作为燃料，还有一部分进入重整反应器的重整反应区作为重整制氢的原材料。5.根据权利要求1所述的一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，三个有机朗肯循环系统分别由泵、余热锅炉、汽轮机和冷凝器组成，有机工质在有机朗肯循环系统内经由泵增压、余热锅炉内吸热、汽轮机内膨胀以及冷凝器内冷凝，周而复始将烟气热能、LNG冷能转化为汽轮机输出机械功，汽轮机与相应的发电机刚性连接，完成机械能到电能的转化。2CN114776407A说明书1/3页一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统技术领域[0001]本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统。背景技