[发明专利]一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统

说明书

本发明涉及一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，天然气储罐连接重整反应器，重整反应器的烟气通入蒸发器和天然气预处理单元，而后汇合作为第一有机朗肯循环的热源，蒸发器的水蒸气连接重整反应器和转化炉，LNG供应源的液化天然气作为第一有机朗肯循环的冷源，然后经天然气预处理单元进入天然气储罐和重整反应器；重整反应器的合成气作为第二有机朗肯循环的热源，进行水煤气变化反应后，作为第三有机朗肯循环的热源，然后进入变压吸附单元输出净化后的氢气；LNG供应源的液化天然气作为第二、三有机朗肯循环的冷源，气化后输出天然气；三个有机朗肯循环系统连接相应的发电机向外输出电能。该系统有利于能量梯级高效利用，节能环保。

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统。

背景技术

天然气具有低碳环保，无味无毒，热值高等优点。随着对绿色环保以及生态环境需求显著提升，我国液化天然气LNG进口量逐年递增。在LNG接收终端，LNG需要加热气化成天然气以便后续利用。由于LNG通常通过海上运输，在接收终端通常以海水为热源来气化LNG，这不仅浪费了LNG大量宝贵的冷能，同时还会对海洋造成冷污染，影响海洋生物生存环境。

天然气与水蒸气重整制氢反应过程需要在高温高压条件下进行，伴随有大量余热释放到周边环境。如果未对这部分热量进行有效利用，就会造成能源的浪费以及环境的热污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，该系统有利于能量梯级高效利用，节能环保。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统，其特征在于，包括天然气储罐、重整反应器、蒸发器、天然气预处理单元、LNG供应源、增压泵、转化炉、变压吸附单元、三个有机朗肯循环系统及相应的发电机，所述天然气储罐连接重整反应器，以向其通入提纯后的天然气，所述重整反应器的烟气口分别连接蒸发器和天然气预处理单元，以分别向其通入高温烟气，所述蒸发器的水蒸气出口分别连接重整反应器和转化炉，以分别为其提供水蒸气；所述蒸发器和天然气预处理单元的出口烟气汇合后通入第一有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第一有机朗肯循环的热源，LNG供应源的液化天然气经第一增压泵加压后通入第一有机朗肯循环系统的冷凝器，以作为第一有机朗肯循环的冷源，然后进入天然气预处理单元，所述天然气预处理单元的出口同时连接天然气储罐和重整反应器；所述重整反应器出口的高温合成气通入第二有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第二有机朗肯循环的热源，然后进入转化炉与水蒸气进行水煤气变化反应，然后通入第三有机朗肯循环系统的余热锅炉，以作为第三有机朗肯循环的热源，然后进入变压吸附单元，变压吸附单元输出净化后的氢气产物；LNG供应源的液化天然气经第二增压泵加压后依次通入第二有机朗肯循环系统、第三有机朗肯循环系统的冷凝器，以作为第二有机朗肯循环、第三有机朗肯循环的冷源，吸热后的LNG气化后向用户端输出天然气；三个有机朗肯循环系统连接相应的发电机，向外输出电能。

进一步地，所述重整反应器包括底部的燃烧区和顶部的重整反应区，所述天然气储罐分别与重整反应器的燃烧区和重整反应区连接，通入的天然气一部分进入燃烧区作为燃料为反应提供热量，另一部分进入重整反应区作为重整制氢的原材料。

进一步地，所述重整反应器底部燃烧区的天然气燃烧后产生的高温烟气经由重整反应器顶部的烟气口流出，一部分进入蒸发器内将水加热成水蒸气以作为重整反应的原材料，另一部分进入天然气预处理单元内提供热量用以天然气脱硫提纯。

进一步地，第一有机朗肯循环系统的冷凝器出口的天然气进入天然气预处理单元内进行脱硫提纯，提纯后的天然气分为三部分，一部分进入天然气储罐内，用于下次系统启动，一部分进入重整反应器的燃烧区作为燃料，还有一部分进入重整反应器的重整反应区作为重整制氢的原材料。