[发明专利]一种多功能能源系统

权利要求书

1、 一种多功能能源系统，其特征在于，该系统包括：

重整反应器，用于利用煤和天然气制备氢气与一氧化碳的合成气，并将制备的合成气冷却后输出给变换反应器；

变换反应器，用于将合成气中的一氧化碳转换成二氧化碳，并将氢气与二氧化碳的混合气输出给变压吸附装置；

变压吸附装置，用于从混合气体中分离得到氢气，然后将分离氢气后的尾气经过压缩后输出给二氧化碳物理分离装置；

二氧化碳物理分离装置，用于从尾气中分离得到纯净的二氧化碳气体，将得到的二氧化碳气体输出给二氧化碳液化装置，并将分离二氧化碳后剩余的富氢燃料输出给发电装置；

二氧化碳液化装置，用于对输入的二氧化碳气体进行液化，得到液态的二氧化碳；

发电装置，用于将二氧化碳物理分离装置输入的富氢燃料的化学能和余热回收与蒸汽发生装置输入的蒸汽热能转化为电能，并将排放的烟气输出给余热回收与蒸汽发生装置；

余热回收与蒸汽发生装置，用于吸收重整反应器和发电装置排放的烟气中的热量，生产过热蒸汽供重整反应器和发电装置使用，冷却后的烟气输出给二氧化碳化学分离装置；

二氧化碳化学分离装置，用于从余热回收与蒸汽发生装置输入的烟气中分离得到纯净的二氧化碳，将得到的二氧化碳气体输出给二氧化碳液化装置，脱碳后的烟气排入大气。

2、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述重整反应器进一步包括一反应管，在重整反应器利用煤和天然气制备氢气与一氧化碳的合成气时，煤和空气在反应管外燃烧产生热量，供天然气和余热回收与蒸汽发生装置输入的水蒸汽在反应管内的催化剂表面发生重整反应，生成氢气与一氧化碳的合成气，然后将生成的氢气与一氧化碳的合成气冷却输出给变换反应器，并将烟气输出给余热回收与蒸汽发生装置。

3、 根据权利要求2所述的多功能能源系统，其特征在于，所述重整反应的温度被控制在550℃以上，重整反应水碳比为3至5，重整反应压力控制在0.2至0.5MPa；

所述生成的合成气先被冷却到300至400℃，同时产生高压过热蒸汽，然后再进入变换反应器。

4、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述变换反应器包括高温变换反应器，该高温变换反应器的工作温度为300至350℃。

5、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述变换反应器包括高温变换反应器和低温变换反应器，所述高温变换反应器的工作温度为300至350℃，所述低温变换反应器的工作温度为180至250℃。

6、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述氢气与一氧化碳的合成气经过变换反应器后转换为氢气与二氧化碳的混合气，该混合气先经过冷却器冷却，再经过压缩，将压力提高的0.5至3MPa，然后再进入变压吸附装置。

7、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述变压吸附装置分离氢气后的尾气在压缩时加压到1.0MPa以上，然后输出给二氧化碳物理分离装置。

8、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述发电装置为燃气-蒸汽联合循环。

9、 根据权利要求1所述的多功能能源系统，其特征在于，所述余热回收与蒸汽发生装置在生产过热蒸汽时产生的来自重整器的烟气，先经过脱硫装置将硫脱除，然后再输出给二氧化碳化学分离装置，来自动力装置的烟气直接排入大气。