[實用新型]天然氣分布式能源中實現低品位余熱利用及煙氣中CO2捕集利用的系統

有效

• 申請號: 201822007139.5
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN209385194U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 柯冬冬;周宇昊;謝玉榮;王世朋;梁晶
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;E21B43/16;F24D15/04
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本實用新型涉及一種天然氣分布式能源中實現低品位余熱利用及煙氣中CO₂捕集利用的系統。目前，余熱的利用大多處在高溫余熱利用階段，低溫低品位余熱的利用未在分布式能源系統中應用。本實用新型包括燃機、余熱鍋爐、熱泵機組、CO₂捕集裝置和汽輪發電機組；燃機與余熱鍋爐通過高溫煙氣管道連接，余熱鍋爐與汽輪發電機組通過蒸汽管道連接，汽輪發電機組分別與發電設備和蒸汽輸出設備連接；余熱鍋爐還通過低溫煙氣管道與CO₂捕集裝置連接，且熱泵機組與低溫煙氣管道連接，熱泵機組還與供熱設備連接，CO₂捕集裝置與CO₂驅油設備連接。本實用新型能提高分布式能源低品位余熱的利用，同時降低CO₂捕集利用過程中的能耗。

技術領域

本實用新型涉及一種天然氣分布式能源中實現低品位余熱利用及煙氣中CO₂捕集利用的系統，屬于分布式能源應用技術領域。

背景技術

某些工業園區內有油田開采產業、生物制藥等蒸汽需求較大的產業，油田驅油有大量的CO₂需求。天然氣分布式能源站既能滿足蒸汽負荷需求，其煙氣中又含有大量高濃度的CO₂，捕集其中的CO₂具有較好的經濟性，同時也能減少分布式能源站的CO₂排放。天然氣分布式能源系統的排煙溫度在90℃~120℃之間，CO₂捕集裝置中需要先對煙氣進行降溫，再進行CO₂的吸收捕集，這個降溫過程耗費了大量的能量，如申請號為201210304297.1的中國專利。目前世界先進的天然氣分布式能源中，余熱的利用也都處在高溫余熱利用階段，低溫低品位余熱的利用由于其經濟性等原因未在分布式能源系統中應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種集低品位余熱利用與CO₂捕集利用的天然氣分布式能源系統，力圖解決現有技術中存在的上述問題。本實用新型能提高分布式能源低品位余熱的利用，同時降低CO₂捕集利用過程中的能耗。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：一種天然氣分布式能源中實現低品位余熱利用及煙氣中CO₂捕集利用的系統，其特征在于，包括燃機、余熱鍋爐、熱泵機組、CO₂捕集裝置和汽輪發電機組；所述燃機與余熱鍋爐通過高溫煙氣管道連接，所述余熱鍋爐與汽輪發電機組通過蒸汽管道連接，所述汽輪發電機組分別與發電設備和蒸汽輸出設備連接；所述余熱鍋爐還通過低溫煙氣管道與CO₂捕集裝置連接，且熱泵機組與低溫煙氣管道連接，所述熱泵機組還與供熱設備連接，所述CO₂捕集裝置與CO₂驅油設備連接。

運行過程如下：燃機利用天然氣燃燒發電，產生高溫煙氣，高溫煙氣進入余熱鍋爐加熱鍋爐水，產生高溫蒸汽，高溫蒸汽進入汽輪發電機組推動汽輪機和發電機發電，同時對汽輪發電機組進行抽汽供給蒸汽需求用戶，燃機產生的高溫煙氣通過余熱鍋爐后形成低溫煙氣，熱泵機組對低溫煙氣中的熱量進行回收后供熱，進一步降低煙氣溫度，經降溫后的煙氣進入CO₂捕集裝置進行CO₂的捕集，捕集的CO₂用于油田的驅油。

燃機機組為整個系統提供動力來源，燃燒發電后的煙氣溫度很高，有很高的能量利用價值。余熱鍋爐是系統的高溫余熱回收利用裝置，對燃機機組的高溫煙氣中的能量進行吸收利用，產生高溫蒸汽，同時排出低溫煙氣。汽輪發電機組利用余熱鍋爐的高溫蒸汽推動汽輪機及發電機，進行發電，同時對汽輪機進行抽汽滿足用戶的蒸汽需求。熱泵機組是吸收低溫煙氣中低品位余熱，降低煙氣溫度，服務于后續的CO₂捕集裝置，捕集的CO₂用于油田驅油。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：