[發明專利]一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法

在審

• 申請號: 201710151503.2
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106948888A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張麗;潘振;商麗艷;劉寶玉;佟偉偉
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K27/00;F01K25/08;F01K23/18;C01B32/50
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1.一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，方法中采用的裝置包括：LNG衛星站(1)，LNG泵(2)，第一冷凝器(3)，工質泵(4)，第一換熱器(5)，第一透平膨脹機(6)，第一發電機(7)，水泵(8)，鍋爐(9)，過熱器(10)，汽輪機(11)，第二發電機(12)，干燥器(13)，第二冷凝器(14)，CO₂壓縮機(15)，閥門(16)，真空泵(17)，反應釜(18)，水浴(19)，磁力攪拌器(20)，壓力傳感器(21)，溫度傳感器(22)，數據采集器(23)，第三冷凝器(24)，節流閥(25)，第二換熱器(26)，乙二醇泵(27)，第二透平膨脹機(28)，第三發電機(29)，燃氣輪發電機(30)，余熱鍋爐(31)，第三換熱器(32)；其特征在于，LNG衛星站(1)輸送的LNG經過LNG泵(2)加壓后，通過管路依次與第一冷凝器(3)，第二冷凝器(14)，第三冷凝器(24)，第二透平膨脹機(28)和第三發電機(29)連接；第一冷凝器(3)通過管路依次與工質泵(4)，第一換熱器(5)，第一透平膨脹機(6)和第一發電機(7)連接并回到第一冷凝器(3)構成封閉的循環回路，該循環回路中用水作為熱源，第一透平膨脹機(6)通過機械軸與第一發電機(7)連接，第一換熱器(5)通過另一管路與燃煤電廠高溫水蒸氣管路連接；由鍋爐(9)產生的水蒸氣經過過熱器(10)進入汽輪機(11)驅動第二發電機(12)發電，從汽輪機(11)出來的水蒸氣經過第一換熱器(5)由水泵(8)注入鍋爐(9)中，構成封閉的燃煤電廠發電回路；乙二醇溶液由乙二醇泵(27)注入第三冷凝器(24)和節流閥(25)后進入第二換熱器(26)，第二換熱器(26)通過另一管路與低溫供熱水管連接，為水合物生成單元提供冷水浴；由鍋爐(9)和第三換熱器(32)產生的廢氣經過干燥器(13)后進入CO₂壓縮機(15)和第二冷凝器(14)，對廢氣進行增壓降溫操作，由閥門(16)控制進液、進氣和排液的情況，真空泵(17)把反應釜(18)抽真空后將廢氣CO₂和水通入反應釜(18)中，水浴(19)控制反應釜(18)中水的溫度，反應開始后，用磁力攪拌器(20)進行攪拌，并用壓力傳感器(21)，溫度傳感器(22)對二氧化碳水合物的生成狀況進行實時數據采集；由LNG汽化升溫膨脹主回路產生的天然氣，依次與燃氣輪發電機(30)，余熱鍋爐(31)和第三換熱器(32)連接，第三換熱器(32)通過另一管路與低溫供冷水管連接，滿足LNG衛星站內部的供暖需求。

2.如權利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，其特征在于，本發明將LNG冷能用于多種回收途徑，包括LNG冷能用于汽化升溫膨脹流程、用于有機朗肯循環系統、用于冷卻蒸汽動力循環流程和供暖系統，實現了LNG冷能的回收利用。

3.如權利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，其特征在于，系統中所用到的冷媒工質分別為水和乙二醇，保證了冷卻溫度在0℃以上防止水蒸氣凝結。

4.如權利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，其特征在于，由第二換熱器(26)出來的水溫保持在2℃(±0.1℃)。

5.如權利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，其特征在于，由LNG冷能為水浴(19)制冷，由有機朗肯循環發電和LNG膨脹做功發電為CO₂壓縮機(15)供能，由鍋爐(9)和第三換熱器(32)產生的廢氣經過干燥器(13)后進入CO₂壓縮機(15)和第二冷凝器(14)，進入水合物生成實驗裝置中，最終以CO₂水合物的形式封存在反應釜(18)中，實現了CO₂的零排放，減少了發電和供暖過程中產生的廢氣對環境的污染。

6.如權利要求1所述的一種利用液化天然氣冷能輔助水合物法碳捕集的方法，其特征在于，LNG衛星站(1)輸送的LNG經過LNG泵(2)加壓后，通過管路依次與第一冷凝器(3)，第二冷凝器(14)，第三冷凝器(24)，第二透平膨脹機(28)和第三發電機(29)連接，生成的天然氣一部分直接輸送至天然氣管網或用戶連接，另一部分用于LNG衛星站燒氣供暖系統，形成LNG衛星站內部自循環系統。