[發明專利]一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統

在審

• 申請號: 202210333040.2
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114776407A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 孫志新;田娜;黃毅圣;趙強
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K21/00;F01K25/10;F01K27/02;F01D15/10;C01B3/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學俊

1.一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統，其特征在于，包括天然氣儲罐、重整反應器、蒸發器、天然氣預處理單元、LNG供應源、增壓泵、轉化爐、變壓吸附單元、三個有機朗肯循環系統及相應的發電機，所述天然氣儲罐連接重整反應器，以向其通入提純后的天然氣，所述重整反應器的煙氣口分別連接蒸發器和天然氣預處理單元，以分別向其通入高溫煙氣，所述蒸發器的水蒸氣出口分別連接重整反應器和轉化爐，以分別為其提供水蒸氣；所述蒸發器和天然氣預處理單元的出口煙氣匯合后通入第一有機朗肯循環系統的余熱鍋爐，以作為第一有機朗肯循環的熱源，LNG供應源的液化天然氣經第一增壓泵加壓后通入第一有機朗肯循環系統的冷凝器，以作為第一有機朗肯循環的冷源，然后進入天然氣預處理單元，所述天然氣預處理單元的出口同時連接天然氣儲罐和重整反應器；所述重整反應器出口的高溫合成氣通入第二有機朗肯循環系統的余熱鍋爐，以作為第二有機朗肯循環的熱源，然后進入轉化爐與水蒸氣進行水煤氣變化反應，然后通入第三有機朗肯循環系統的余熱鍋爐，以作為第三有機朗肯循環的熱源，然后進入變壓吸附單元，變壓吸附單元輸出凈化后的氫氣產物；LNG供應源的液化天然氣經第二增壓泵加壓后依次通入第二有機朗肯循環系統、第三有機朗肯循環系統的冷凝器，以作為第二有機朗肯循環、第三有機朗肯循環的冷源，吸熱后的LNG氣化后向用戶端輸出天然氣；三個有機朗肯循環系統連接相應的發電機，向外輸出電能。

2.根據權利要求1所述的一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統，其特征在于，所述重整反應器包括底部的燃燒區和頂部的重整反應區，所述天然氣儲罐分別與重整反應器的燃燒區和重整反應區連接，通入的天然氣一部分進入燃燒區作為燃料為反應提供熱量，另一部分進入重整反應區作為重整制氫的原材料。

3.根據權利要求2所述的一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統，其特征在于，所述重整反應器底部燃燒區的天然氣燃燒后產生的高溫煙氣經由重整反應器頂部的煙氣口流出，一部分進入蒸發器內將水加熱成水蒸氣以作為重整反應的原材料，另一部分進入天然氣預處理單元內提供熱量用以天然氣脫硫提純。

4.根據權利要求2所述的一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統，其特征在于，第一有機朗肯循環系統的冷凝器出口的天然氣進入天然氣預處理單元內進行脫硫提純，提純后的天然氣分為三部分，一部分進入天然氣儲罐內，用于下次系統啟動，一部分進入重整反應器的燃燒區作為燃料，還有一部分進入重整反應器的重整反應區作為重整制氫的原材料。

5.根據權利要求1所述的一種液化天然氣冷能發電與重整制氫聯合系統，其特征在于，三個有機朗肯循環系統分別由泵、余熱鍋爐、汽輪機和冷凝器組成，有機工質在有機朗肯循環系統內經由泵增壓、余熱鍋爐內吸熱、汽輪機內膨脹以及冷凝器內冷凝，周而復始將煙氣熱能、LNG冷能轉化為汽輪機輸出機械功，汽輪機與相應的發電機剛性連接，完成機械能到電能的轉化。