[發明專利]一種基于富氫燃料低NOX排放的多能互補式裝置及方法

在審

• 申請號: 201710418947.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107434241A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 俞鐵銘;阮炯明
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22;F02B43/10;F02M21/02
• 代理公司: 浙江英普律師事務所33238
• 代理人: 陳俊志

1.一種基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式裝置，其特征在于，包括：太陽能制氫裝置、智能混合裝置、儲熱裝置、燃氣裝置、燃料管道和天然氣管道，所述太陽能制氫裝置包括太陽能集熱器和反應器，智能混合裝置包括質量流量控制儀、穩壓罐和質量流量計，太陽能集熱器、儲熱裝置和反應器三者并聯連接，反應器進料口與燃料管道連接，反應器出料口與質量流量控制儀連接，質量流量控制儀與穩壓罐進口連接，穩壓罐另一進口與天然氣管道連接，穩壓罐出口與燃氣裝置連接,天然氣管道設置有質量流量計。

2.根據權利要求1所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式裝置，其特征在于,還包括冷凝器、1號換熱器、2號換熱器和溴化鋰機組，所述1號換熱器進口分別與反應器出料口和2號換熱器出口連接，1號換熱器出口分別與冷凝器和反應器進料口連接，冷凝器還與質量流量控制儀連接，2號換熱器進口分別與燃料管道和溴化鋰機組連接，2號換熱器出口分別與1號換熱器進口和外部大氣連接，溴化鋰機組還與燃氣裝置連接。

3.根據權利要求2所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式裝置，其特征在于，還包括儲氣罐，所述儲氣罐進口與冷凝器連接，儲氣罐出口與質量流量控制儀連接。

4.根據權利要求2所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式裝置，其特征在于，所述儲熱裝置設置有電加熱器。

5.一種基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：富氫燃料進入反應器，反應器與太陽能集熱器進行熱交換，反應器內的富氫燃料在加熱和催化劑的作用下發生催化裂解反應，產生氫氣；

步驟2：隨后對產生的氫氣進行降溫，將降溫后的氫氣通入穩壓罐，同時將天然氣通入穩壓罐，形成混氫天然氣；

步驟3：混氫天然氣在內燃機內燃燒進行發電，產生的高溫煙氣和水經溴化鋰機組回收用于供冷和供熱，之后的尾氣排放至大氣。

6.根據權利要求5所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，所述步驟2中，通入的氫氣與天然氣的量成比例，通入混合后，混氫天然氣的摻氫比為13％-17％。

7.根據權利要求6所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，所述步驟1中，太陽能集熱器還與帶電加熱的儲熱罐進行熱交換，儲熱罐收集多余的太陽能熱能并且可通過電力加熱提供熱能，用于在太陽光光照不足時給反應器提供熱能。

8.根據權利要求6所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，所述步驟1中，富氫燃料選用甲醇，催化劑選用Cu-Zn，Cu-Cr催化劑體系并且加入Ni、Mn元素，反應器催化裂解溫度在220-300℃。

9.根據權利要求7或8所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，所述步驟3中，混氫天然氣輸入燃氣內燃機進行稀薄燃燒，尾氣先經過1號換熱器加熱甲醇后，再排放至大氣。

10.根據權利要求9所述的基于富氫燃料低NOx排放的多能互補式方法，其特征在于，所述步驟2中，產生的氫氣在降溫前，先通過2號換熱器加熱甲醇，然后通過冷凝器降溫。