天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法及系统。目前，余热的利用大多处在高温余热利用阶段，低温低品位余热的利用未在分布式能源系统中应用。本发明专利技术中燃机进行燃烧发电，产生高温烟气并进入余热锅炉加热锅炉水，产生高温蒸汽，并进入汽轮发电机组推动汽轮机和发电机发电，同时对汽轮发电机组进行抽汽供给蒸汽需求用户，燃机产生的高温烟气通过余热锅炉形成低温烟气，热泵机组对低温烟气中的热量进行回收后供热，进一步降低烟气温度，降温后的烟气进入CO2捕集装置进行CO2的捕集，捕集的CO2用于油田的驱油。本发明专利技术能提高分布式能源低品位余热的利用，同时降低CO2捕集利用过程中的能耗。

Method and System of Low-grade Waste Heat Utilization and CO2 Capture and Utilization in Flue Gas Distributed Energy

The invention relates to a method and system for realizing low-grade waste heat utilization and CO2 capture and utilization in flue gas in natural gas distributed energy. At present, the utilization of waste heat is mostly in the stage of high-temperature waste heat utilization, and the utilization of low-temperature and low-grade waste heat is not applied in distributed energy system. The gas turbine in the invention burns to generate electricity, generates high-temperature flue gas and enters the waste heat boiler to heat the boiler water, generates high-temperature steam, and enters the turbogenerator unit to drive the turbine and generator to generate electricity, and at the same time extracts steam from the turbogenerator unit to supply the steam demand user. The high-temperature flue gas generated by the gas turbine forms low-temperature flue gas through the waste heat boiler, and the heat pump unit heat the low-temperature flue gas. After recovery, heat is supplied to further reduce the temperature of flue gas. After cooling, the flue gas enters the CO2 capture device for CO2 capture, and the captured CO2 is used for oil displacement in the oilfield. The invention can improve the utilization of low-grade waste heat of distributed energy and reduce the energy consumption in the process of CO2 capture and utilization.

【技术实现步骤摘要】
天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法及系统
本专利技术涉及一种天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法及系统，属于分布式能源应用

技术介绍
某些工业园区内有油田开采产业、生物制药等蒸汽需求较大的产业，油田驱油有大量的CO2需求。天然气分布式能源站既能满足蒸汽负荷需求，其烟气中又含有大量高浓度的CO2，捕集其中的CO2具有较好的经济性，同时也能减少分布式能源站的CO2排放。天然气分布式能源系统的排烟温度在90℃~120℃之间，CO2捕集装置中需要先对烟气进行降温，再进行CO2的吸收捕集，这个降温过程耗费了大量的能量，如申请号为201210304297.1的中国专利。目前世界先进的天然气分布式能源中，余热的利用也都处在高温余热利用阶段，低温低品位余热的利用由于其经济性等原因未在分布式能源系统中应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集低品位余热利用与CO2捕集利用的天然气分布式能源系统，力图解决现有技术中存在的上述问题。本专利技术能提高分布式能源低品位余热的利用，同时降低CO2捕集利用过程中的能耗。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法，其特征在于，运行过程如下：燃机利用天然气燃烧发电，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉加热锅炉水，产生高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮发电机组推动汽轮机和发电机发电，同时对汽轮发电机组进行抽汽供给蒸汽需求用户，燃机产生的高温烟气通过余热锅炉后形成低温烟气，热泵机组对低温烟气中的热量进行回收后供热，进一步降低烟气温度，经降温后的烟气进入CO2捕集装置进行CO2的捕集，捕集的CO2用于油田的驱油。天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法中的系统，其特征在于，包括燃机、余热锅炉、热泵机组、CO2捕集装置和汽轮发电机组；所述燃机与余热锅炉通过高温烟气管道连接，所述余热锅炉与汽轮发电机组通过蒸汽管道连接，所述汽轮发电机组分别与发电设备和蒸汽输出设备连接；所述余热锅炉还通过低温烟气管道与CO2捕集装置连接，且热泵机组与低温烟气管道连接，所述热泵机组还与供热设备连接，所述CO2捕集装置与CO2驱油设备连接。燃机机组为整个系统提供动力来源，燃烧发电后的烟气温度很高，有很高的能量利用价值。余热锅炉是系统的高温余热回收利用装置，对燃机机组的高温烟气中的能量进行吸收利用，产生高温蒸汽，同时排出低温烟气。汽轮发电机组利用余热锅炉的高温蒸汽推动汽轮机及发电机，进行发电，同时对汽轮机进行抽汽满足用户的蒸汽需求。热泵机组是吸收低温烟气中低品位余热，降低烟气温度，服务于后续的CO2捕集装置，捕集的CO2用于油田驱油。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1)本专利技术所提供的系统能实现分布式能源站提供电、热（冷）、CO2，同时提高对分布式能源低品位能源的回收利用，降低驱油用CO2的生产用能，降低分布式能源站温室气体的排放。2)分布式能源系统配置余热锅炉、热泵机组，高温烟气实现梯级余热利用、大幅度降低烟温。3)在低温烟气侧配置CO2捕集装置，捕集烟气中高浓度的CO2，低温烟气也降低了烟气中CO2捕集的能量消耗。4)利用捕集的CO2进行油田驱油，减少分布式能源站系统温室气体的排放。附图说明图1是本专利技术实施例中运行过程的流程图。图2是本专利技术实施例中各设备的结构关系示意图。图中：燃机1、余热锅炉2、热泵机组3、CO2捕集装置4、汽轮发电机组5、高温烟气管道6、低温烟气管道7、蒸汽管道8、发电设备9、蒸汽输出设备10、供热设备11、CO2驱油设备12。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1，本实施例中的天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法，其运行过程如下：燃机1利用天然气燃烧发电，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉2加热锅炉水，产生高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮发电机组5推动汽轮机和发电机发电，同时对汽轮发电机组5进行抽汽供给蒸汽需求用户，燃机1产生的高温烟气通过余热锅炉2后形成低温烟气，热泵机组3对低温烟气中的热量进行回收后供热，进一步降低烟气温度，经降温后的烟气进入CO2捕集装置4进行CO2的捕集，捕集的CO2用于油田的驱油。参见图2，天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法中的系统，包括燃机1、余热锅炉2、热泵机组3、CO2捕集装置4和汽轮发电机组5；燃机1与余热锅炉2通过高温烟气管道6连接，余热锅炉2与汽轮发电机组5通过蒸汽管道8连接，汽轮发电机组5分别与发电设备9和蒸汽输出设备10连接；余热锅炉2还通过低温烟气管道7与CO2捕集装置4连接，且热泵机组3与低温烟气管道7连接，热泵机组3还与供热设备11连接，CO2捕集装置4与CO2驱油设备12连接。虽然本专利技术以实施例公开如上，但其并非用以限定本专利技术的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本专利技术的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法，其特征在于，运行过程如下：燃机利用天然气燃烧发电，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉加热锅炉水，产生高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮发电机组推动汽轮机和发电机发电，同时对汽轮发电机组进行抽汽供给蒸汽需求用户，燃机产生的高温烟气通过余热锅炉后形成低温烟气，热泵机组对低温烟气中的热量进行回收后供热，进一步降低烟气温度，经降温后的烟气进入CO2捕集装置进行CO2的捕集，捕集的CO2用于油田的驱油。

【技术特征摘要】
1.一种天然气分布式能源中实现低品位余热利用及烟气中CO2捕集利用的方法，其特征在于，运行过程如下：燃机利用天然气燃烧发电，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉加热锅炉水，产生高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮发电机组推动汽轮机和发电机发电，同时对汽轮发电机组进行抽汽供给蒸汽需求用户，燃机产生的高温烟气通过余热锅炉后形成低温烟气，热泵机组对低温烟气中的热量进行回收后供热，进一步降低烟气温度，经降温后的烟气进入CO2捕集装置进行CO2的捕集，捕集的CO2用于油田的驱油...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯冬冬，周宇昊，谢玉荣，王世朋，梁晶，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33