[發(fā)明專利]用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114583223A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張超;姚輝超;王秀林;侯建國;隋依言;宋鵬飛;張瑜;段品佳;穆祥宇;侯海龍;周樹輝;張雨晴
• 申請（專利權(quán)）人: 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04007;H01M8/04082;H01M8/0656;H01M8/0662;C01B3/34
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發(fā)明公開了一種用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統(tǒng)。該供能/儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：天然氣重整裝置的天然氣入口與LNG儲罐連接，產(chǎn)品出口與高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的陽極連接，其陰極與氧氣/空氣入口管路連接；高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的原料入口與高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的尾氣排放管路連接，產(chǎn)品氣出口與高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的陽極連接；高溫可逆燃料電池電解儲能裝置由海上風(fēng)電供電；高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置為LNG接收站供應(yīng)電力；系統(tǒng)的熱量來自于高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置產(chǎn)生的余熱。本發(fā)明充分利用高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置副產(chǎn)的熱能，實現(xiàn)系統(tǒng)用熱需求的動態(tài)平衡，大大提升系統(tǒng)能量利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統(tǒng)，屬于高溫可逆燃料電池供能和儲能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液化天然氣(LNG)是一種清潔高效的化石能源，我國的液化天然氣主要從海外通過遠(yuǎn)洋貿(mào)易運(yùn)輸?shù)絿鴥?nèi)，在我國沿海各地已經(jīng)建設(shè)幾十座液化天然氣接收站，其主要功能是接收液化天然氣，存儲于大型LNG儲存罐中，然后利用氣化系統(tǒng)將液化天然氣變?yōu)闅鈶B(tài)天然氣，通過增壓系統(tǒng)外輸管道提供清潔高效的天然氣。盡管如此，LNG接收站對于電力需求較大，以年處理量為600萬噸的LNG接收站為例，每年用電量大約為1.5億度電，間接二氧化碳排放約為10萬噸。此外，液化天然氣(LNG)其低溫特性不可避免的形成BOG(Boil OffGas，閃蒸氣)，一般大型LNG儲罐日蒸發(fā)量為0.03％～0.08％(質(zhì)量)。尤其對于大型LNG儲罐BOG的產(chǎn)生量非常可觀，需要設(shè)置專門的設(shè)備處理BOG，并且需要消耗大量額外電耗。在“碳達(dá)峰”和“碳中和”雙碳背景下，如何使LNG接收站更加清潔、更加低碳，以優(yōu)化LNG接收站的用電需求，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種清潔高效的LNG接收站零碳排新型高溫可逆供能和儲能系統(tǒng)，采用液化天然氣作為燃料利用高溫可逆固體氧化物燃料電池發(fā)電為LNG接收站提供穩(wěn)定電源，同時利用海上風(fēng)電發(fā)電采用高溫可逆固體氧化物電解池共電解水和二氧化碳得到一氧化碳與氫氣再作為發(fā)電燃料。

本發(fā)明提供的用于LNG接收站零碳排高溫可逆燃料電池供能/儲能系統(tǒng)，包括天然氣重整裝置、高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置和高溫可逆燃料電池電解儲能裝置；

所述天然氣重整裝置設(shè)有天然氣入口、水蒸氣入口和產(chǎn)品出口，所述天然氣入口與LNG儲罐連接，用于將所述LNG儲罐產(chǎn)生BOG進(jìn)入所述天然氣重整裝置中，所述產(chǎn)品出口與所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的陽極連接，所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的陰極與氧氣/空氣入口管路連接；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置的原料入口與所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的尾氣排放管路連接，產(chǎn)品氣出口與所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的陽極連接；

所述高溫可逆燃料電池電解儲能裝置由海上風(fēng)電供電；

所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置為LNG接收站供應(yīng)電力；

所述燃料電池供能/儲能系統(tǒng)的熱量來自于所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置產(chǎn)生的余熱。

上述的燃料電池供能/儲能系統(tǒng)中，所述LNG儲罐與所述天然氣重整裝置的連接管路上設(shè)有天然氣凈化裝置，以對BOG脫硫處理。

上述的燃料電池供能/儲能系統(tǒng)中，所述LNG儲罐與所述天然氣凈化裝置的連接管路、所述天然氣凈化裝置與所述天然氣重整裝置的連接管路均與所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的余熱回收管路連接，以利用所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置產(chǎn)生的余熱。

上述的燃料電池供能/儲能系統(tǒng)中，所述天然氣重整裝置的水蒸氣入口連接蒸汽發(fā)生器；

所述蒸汽發(fā)生器的入口管路連接所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置的余熱回收管路，以利用所述高溫可逆燃料電池發(fā)電供能裝置產(chǎn)生的余熱將水加熱得到水蒸氣。