[发明专利]零排放的天然气发电及液化装置

权利要求书

1.一种天然气发电装置，位于或靠近被至少一个井眼穿过的甲烷生产 地层，所述天然气发电装置包含：

与所述井眼连接的第一管道，所述管道输送所述甲烷；

与所述第一管道连接的涡轮膨胀机，其中所述涡轮膨胀机接收从所述 井眼在第一压力下生产的所述甲烷，并且从中产生功，所述甲烷在相对于 所述第一压力降低的压力下离开所述涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机具有 轴；

与所述涡轮膨胀机连接的燃料电池和分离器，其中来自所述燃料电池 和分离器的产出包括电力、热量、水和二氧化碳；

压缩机，所述压缩机接收所述二氧化碳，并且将其压缩，其中所述压 缩机与所述涡轮膨胀机的所述轴机械连接；以及

第二管道，所述第二管道与所述压缩机连接，并且将压缩的二氧化碳 输送到地质地层中以在其中隔离。

2.根据权利要求1的天然气发电装置，其中：

所述压缩机使用所述涡轮膨胀机的所述轴作为所述压缩机的轴。

3.根据权利要求1的天然气发电装置，还包含：

连接所述涡轮膨胀机和所述燃料电池和分离器的转化器，所述转化器 接收水和来自所述涡轮膨胀机的所述甲烷，并且由其生成氢气和一氧化碳 作为产出。

4.根据权利要求3的天然气发电装置，其中：

使用来自所述燃料电池的所述水产出的至少一部分作为供应到所述 转化器中的所述水。

5.根据权利要求3的天然气发电装置，其中：

将来自所述转化器的所述一氧化碳和所述氢气产出与氧气一起供应 到所述燃料电池中，并且所述燃料电池从中产生所述电力、热量以及二氧 化碳和水流。

6.根据权利要求5的天然气发电装置，其中：

所述分离器将所述流中的所述二氧化碳与所述水分离。

7.根据权利要求6的天然气发电装置，其中：

所述燃料电池是固体氧化物燃料电池，并且所述氧气是从空气入口获 得的。

8.根据权利要求3的天然气发电装置，还包含：

变换器，所述变换器接收来自所述转化器的所述一氧化碳和所述氢气 产出，并且利用所述产出以及水生成二氧化碳和氢气流，其中将所述流供 应到所述分离器中，所述分离器将所述氢气供应到所述燃料电池中，所述 燃料电池产生所述电力、所述热量和所述水。

9.根据权利要求8的天然气发电装置，其中：

所述燃料电池是具有空气入口的固体氧化物燃料电池。

10.根据权利要求3的天然气发电装置，还包含：

热交换器，所述热交换器使用来自所述燃料电池的所述热量加热被所 述转化器使用的所述水和所述甲烷的至少一种。

11.根据权利要求10的天然气发电装置，其中：

所述热交换器同时加热被所述转化器使用的所述水和所述甲烷。

12.根据权利要求1的天然气发电装置，其中：

将所述二氧化碳在其中隔离的所述地质地层是所述甲烷生产地层。

13.根据权利要求12的天然气发电装置，其中：

所述井眼是从中在第一深度获得所述甲烷且在与所述第一深度不同 的第二深度将所述二氧化碳隔离在其中的双层完井。

14.一种天然气发电装置，位于被至少一个井眼穿过的甲烷生产地层， 所述天然气发电装置包含：

与所述井眼连接的第一管道，所述管道输送所述甲烷；

转化器，所述转化器接收水和所述甲烷，并且由其生成氢气和一氧化 碳作为产出；

与所述转化器产出连接的固体氧化物燃料电池和分离器，其中来自所 述燃料电池和分离器的产出包括电力、热量、水和二氧化碳；

压缩机，所述压缩机接收所述二氧化碳，并且将其压缩；以及

第二管道，所述第二管道与所述压缩机连接，并且将压缩的二氧化碳 输送到所述地层中以在其中隔离。