一种天然气低碳燃烧及余热发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109973165A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910176544.6B01D5/00(2006.01)(22)申请日2019.03.08B01D53/00(2006.01)(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人周乐张卫军刘石宋雪丽姜潇王志远(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人李晓光(51)Int.Cl.F01K25/06(2006.01)F01K27/00(2006.01)F01D15/10(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种天然气低碳燃烧及余热发电系统(57)摘要本发明公开了一种天然气低碳燃烧及余热发电系统，包括天然气供气子系统、烟气处理子系统及发电子系统，其中，天然气供气子系统与烟气处理子系统之间通过第一天然气-烟气换热器及第二天然气-烟气换热器相连接，烟气处理子系统与发电子系统之间通过第一烟气-发电工质换热器相连接。本发明利用天然气余压进行发电，利用做功后的低温天然气对工业炉窑烟气进行二氧化碳捕集，同时以工业炉窑排放的高温烟气为热源，以脱碳后的低温烟气为冷源，通过卡琳娜循环发电，提高了能源利用效率，实现了低碳燃烧，降低了对环境的污染，具有巨大的经济效益及生态效益。CN109973165ACN109973165A权利要求书1/1页1.一种天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：包括天然气供气子系统、烟气处理子系统及发电子系统，其中，天然气供气子系统与烟气处理子系统之间通过第一天然气-烟气换热器及第二天然气-烟气换热器相连接，烟气处理子系统与发电子系统之间通过第一烟气-发电工质换热器相连接。2.根据权利要求1所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述天然气供气子系统依次由第三透平机的天然气出口、第二天然气-烟气换热器的天然气侧、第一天然气-烟气换热器的天然气侧及工业炉窑的天然气入口串联构成。3.根据权利要求1所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述烟气处理子系统包括工业炉窑、第一烟气-发电工质换热器、第一天然气-烟气换热器、第二天然气-烟气换热器、第二气液分离器以及第二烟气-发电工质换热器，工业炉窑的烟气出口依次与第一烟气-发电工质换热器的烟气侧、第一天然气-烟气换热器的烟气侧、第二天然气-烟气换热器的烟气侧及第二气液分离器的入口串联连接，第二气液分离器的气相出口与第二烟气-发电工质换热器的烟气侧入口相连。4.根据权利要求3所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述工业炉窑燃料采用天然气，工业炉窑的天然气入口前设置有天然气调压阀。5.根据权利要求1所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述发电子系统包括第一烟气-发电工质换热器、第一气液分离器、第一透平机以及第二透平机，第一烟气-发电工质换热器的发电工质侧出口经发电工质循环泵与第一气液分离器的入口相连，第一气液分离器的气相出口经第一透平机与混合器相连，第一气液分离器的液相出口经第二透平机与混合器相连，混合器的出口依次经第二烟气-发电工质换热器的发电工质侧、储液罐与第一烟气-发电工质换热器的发电工质侧入口相连。6.根据权利要求2或5所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述第一透平机、第二透平机及第三透平机分别与第一发电机、第二发电机及第三发电机同轴相连。7.根据权利要求5所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述第二透平机采用气液两相膨胀机。8.根据权利要求1所述的天然气低碳燃烧及余热发电系统，其特征在于：所述发电工质采用氨-水混合物。2CN109973165A说明书1/3页一种天然气低碳燃烧及余热发电系统技术领域[0001]本发明涉及一种燃烧及余热发电系统，具体为一种天然气低碳燃烧及余热发电系统。背景技术[0002]天然气是一种清洁能源，其基本组成成分为甲烷，它与纯氧发生燃烧反应后产物只有二氧化碳和水，对周围环境造成的污染较小，因而日益成为人工煤气、液化石油气的替代品。截止至2015年，我国国民天然气总消费量达到1933亿立方米；我国能源中长期发展规划明确指出将天然气作为大力发展对象，预计在2030年天然气将占到一次能源消耗量的10％，天然气终将为我国能源结构中一个重要组成部分和重要支柱。[0003]天然气输气管道通常采用高压输气，来自管道的在供给用户前都要在各城市的天然气接收门站经调压站根据下游用户的供气压力要求进行调压。我国西气东输管道、陕京线及二线系统和冀宁联络线输气管道的设计输气压力为10Mpa，西气东输二线管道设计压力为12MPa，这其