一种气体转化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种气体转化方法及系统，能够存储和转化清洁能源，提高液化效益。所述气体转化系统包括液气储存装置和液化设备，液化设备具有空气进口和液气出口，液气出口与液气储存装置连通，还包括：能源收集装置，收集推动能源；冷却装置，与空气源连通，利用推动能源对空气进行压缩和梯级冷却，形成低温空气，并设有低温空气出口；液化设备利用推动能源对低温空气进行液化，以制得液态空气，并通过液气出口输出，利用液气气化后的高压气体发电和/或对外做功，气化产生冷能回收再利用。所述气体转化方法包括：收集能源对空气进行压缩和梯级冷却，形成低温空气并进一步液化，制得液态空气，利用液气气化后的高压气体发电和/或对外做功。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体液化
，特别是涉及一种气体转化方法及系统。
技术介绍
液化气体是将气体转化为液态的物理过程，液化气体存在很大的商业、医疗等价值，是重要的储能载体。近年来，气体液化产业得到了蓬勃发展。但是，气体液化需要消耗大量的能量，限制了液态气体的应用，不利于液化产业的持续经济性发展。因此，如何设计一种气体转化方法及系统，以便在提高液化经济性的同时提高液化和能源转化的效率，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气体转化方法及系统，能够存储和转化清洁能源，提高液化效益。为实现上述目的，本专利技术提供了一种气体转化系统，包括液气储存装置和液化设备，所述液化设备具有空气进口和液气出口，所述液气出口与所述液气储存装置连通，还包括：能源收集装置，用于选取特定范围内的至少一个不连续能源点，并将所述不连续能源点所产生的能源集中到作业区域，进行技术处理后，形成转化过程中的特定推动能源；冷却装置，与空气源连通，利用所述特定推动能源对空气进行压缩和梯级冷却，以形成低温空气，并设有低温空气出口，所述低温空气出口与所述空气进口连通，所述液化设备利用所述推动能源对所述低温空气进行液化，并通过所述液气出口将制得的液气输出；气化设备，包括升温加压设备，与所述液气储存装置连通，用于气化液气；发电机，由所述气化设备产生的高压干燥气体驱动发电机/组发电，利用所述特定推动能源增温加压，提高气体驱动力，发出的电经过技术处理后向电网供电；所述液化设备、所述液气储存装置、所述气化设备依次连通，以便在可选的时间和空间内，所述能源装置向所述液化设备、所述液气储存装置和所述气化设备中至少一者提供能量，所述液化设备将制得的液气输送至所述液气储存装置进行储存，所述液气储存装置将储存的液气输送至所述气化设备进行气化发电，形成一个可控的能量流动转化系统。本专利技术的气体转化系统，通过能源收集装置将能源收集起来，作为特定推动能源，解决了液化所需能耗过大的问题，提高了能源利用率；并且，采用冷却装置对空气进行冷却，以形成低温空气，再将低温空气作为液化的气源，有效提高了液化效率；尤其是，对低温空气进行整体液化，相对于现有技术，不再对空气进行分级别的液化，在较大程度上提高了空气的整体液化效率，简化了空气液化的工序，节约了成本。尤其是，所述液化设备、所述液气储存装置、所述气化设备依次连通，并可以与本系统的其他装置均布置在便于系统稳定运行并发挥整体效益的时空范围内，即使得在可选的时间和空间内，所述液化设备将制得的液气输送至所述液气储存装置进行储存，所述液气储存装置将储存的液气输送至所述气化设备进行气化发电，而不受时间和空间间隔的限制；具体可以将本系统的各设备或装置设置在一个相对集中和接近的地理空间内，也可以使得各设备或装置的使用存在一定的时空间隔。更为重要的是，所述冷却装置和所述液化设备可设置在所述作业区域，能够与所述能源收集装置协同作业，一方面，能源收集装置将不连续的能源集中至作业区域，便于进行稳压处理，能够供给冷却装置和液化设备使用，实现了能源的回收再利用，将不稳定的能源转化为稳定且易于存储的能源—液气；另一方面，冷却装置和液化设备相互配合，利用从所述能源收集装置获取的能源，对空气进行压缩和梯级冷却后，进一步液化提高了液化效率。优选地，分离装置，与所述液气出口或所述液气储存装置连通，用于分离出液氮和液氧及其他设定气体的液化气，设有液氧出口和液氮出口及其他设定气体的液化气出口；所述能源收集装置向所述分离装置供给能源；液氧储存装置，与所述液氧出口连通；液氮储存装置，与所述液氮出口连通。优选地，所述分离装置为精馏装置，以通过精馏分离出液氧和液氮以及其他设定气体的液化气；所述液化设备为深冷装置，所述分离装置集成于所述深冷装置，以便在对所述低温空气进行液化的同时分离出液氧和液氮及其他设定气体的液化气，所述推动能源向所述深冷装置供给能源。优选地，还包括与所述低温空气出口连通的分流装置，所述分流装置连通有第一分流管和第二分流管，所述第一分流管与所述液化设备的所述空气进口连通，所述第二分流管连通有对所述低温空气进行再冷却的再冷却装置，其中，第一分流管与第二分流管的顺序按照现场生产需要排序并存在一定的高程差，所述再冷却装置设有再冷却空气出口，所述再冷却空气出口与所述空气进口连通，所述再冷却装置集成于所述深冷装置，以便促进液化过程。优选地，所述再冷却装置包括相互连通的再冷却压缩机和膨胀机，所述膨胀机的出口与所述空气进口连通；所述膨胀机和所述再冷却压缩机之间设有循环气道，以循环对所述低温空气进行再冷却；所述分流装置还包括相互连接的压缩机和冷却器，以便在压缩的过程中进行冷却；优选地，还包括过滤装置，用于过滤空气中的杂质，以形成洁净空气，具有与所述冷却装置的进气口连通的洁净空气出口。优选地，所述气化设备在气化过程中所产生的冷能，回收至所述冷却装置和所述液化设备。优选地，所述过滤装置在过滤空气和氮氧分离时使用分子筛或多层过滤膜；所述液化设备为液化能力符合实际的液化器，以便利用所述不连续能源点的能源进行间歇或连续液化作业。本专利技术还提供一种气体转化方法，包括以下步骤：1)选取特定范围内的至少一个不连续能源点，并将所述不连续能源点所产生的能源集中到作业区域，进行技术处理后，形成推动能源；2)利用所述推动能源对空气进行压缩和梯级冷却，以形成低温空气；3)利用所述推动能源对所述低温空气进行液化；4)对液气进行气化，利用气化产生的高压干燥气体驱动发电，利用所述特定推动能源增温加压，提高气体驱动力，发出的电经技术处理后供给电网和/或生产单位，或者利用气化产生的高压气体对外做功。优选地，所述步骤1)中，收集能源为利用风能、太阳能和潮汐能进行发电所产生的电能，或者采用火电、水电作为辅助。优选地，所述步骤3)和所述步骤4)之间包括步骤31)：通过精馏分离出液氧和液氮及其他设定气体的液态气；所述步骤3)中，对所述低温空气进行液化的同时，通过精馏，分别制得液氧和液氮。优选地，所述步骤2)和所述步骤3)之间还包括步骤21)：对所述低温气体进行分流，以形成第一分流体和第二分流体，利用所述推动能源对所述第二分流体进行再冷却，以形成再冷却空气，其中，第一分流体与第二分流体的顺序按照现场生产需要排序并存在一定的高程差；所述步骤3)中，利用所述推动能源对所述第一分流体和所述再冷却空气进行液化。优选地，所述步骤1)和所述步骤2)之间还包括步骤11)：过滤空气中的杂质，以形成洁净空气；所述步骤2)中，对所述洁净空气进行冷却；在所述步骤4)中，气化产生的冷能回收至所述步骤2)和/或所述步骤3)，以辅助冷却和/或液化；所述步骤3)中，利用所述不连续能源点收集能源作为所述特定推动能源，而进行间歇或连续液化作业。附图说明图1为本专利技术所提供气体转化系统在实施例1中的结构示意图；图2为本专利技术所提供气体转化系统在实施例2中的结构示意图；图3为本专利技术所提供气体转化系统在实施例3中的结构示意图；图4为本专利技术所提供气体转化系统在实施例4中的结构示意图；图5为本专利技术所提供气体转化方法在一种具体实施方式中的流程示意图。图1-5中：液气储存装置101、液化设备102、能源收集装置103、冷却装置104、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体转化系统，包括液气储存装置(101)和液化设备(102)，所述液化设备(102)具有空气进口和液气出口，所述液气出口与所述液气储存装置(101)连通，其特征在于，还包括：能源收集装置(103)，用于选取特定范围内的至少一个不连续能源点，并将所述不连续能源点所产生的能源集中到作业区域，进行技术处理后，形成转化过程中的特定推动能源；冷却装置(104)，与空气源连通，利用所述特定推动能源对空气进行压缩和梯级冷却，以形成低温空气，并设有低温空气出口，所述低温空气出口与所述空气进口连通，所述液化设备(102)利用所述推动能源对所述低温空气进行液化，并通过所述液气出口将制得的液气输出；气化设备(205)，包括升温加压设备，与所述液气储存装置(101)连通，用于气化液气；发电机(206)，由所述气化设备(205)产生的高压干燥气体驱动发电机/组发电，利用所述特定推动能源增温加压，提高气体驱动力，发出的电经过技术处理后向电网供电；所述液化设备(102)、所述液气储存装置(101)、所述气化设备(205)依次连通，以便在可选的时间和空间内，所述能源装置(103)向所述液化设备(102)、所述液气储存装置(101)和所述气化设备(205)中至少一者提供能量，所述液化设备(102)将制得的液气输送至所述液气储存装置(101)进行储存，所述液气储存装置(101)将储存的液气输送至所述气化设备(205)进行气化发电，形成一个可控的能量流动转化系统。...

【技术特征摘要】
1.一种气体转化系统，包括液气储存装置(101)和液化设备(102)，所述液化设备(102)具有空气进口和液气出口，所述液气出口与所述液气储存装置(101)连通，其特征在于，还包括：能源收集装置(103)，用于选取特定范围内的至少一个不连续能源点，并将所述不连续能源点所产生的能源集中到作业区域，进行技术处理后，形成转化过程中的特定推动能源；冷却装置(104)，与空气源连通，利用所述特定推动能源对空气进行压缩和梯级冷却，以形成低温空气，并设有低温空气出口，所述低温空气出口与所述空气进口连通，所述液化设备(102)利用所述推动能源对所述低温空气进行液化，并通过所述液气出口将制得的液气输出；气化设备(205)，包括升温加压设备，与所述液气储存装置(101)连通，用于气化液气；发电机(206)，由所述气化设备(205)产生的高压干燥气体驱动发电机/组发电，利用所述特定推动能源增温加压，提高气体驱动力，发出的电经过技术处理后向电网供电；所述液化设备(102)、所述液气储存装置(101)、所述气化设备(205)依次连通，以便在可选的时间和空间内，所述能源装置(103)向所述液化设备(102)、所述液气储存装置(101)和所述气化设备(205)中至少一者提供能量，所述液化设备(102)将制得的液气输送至所述液气储存装置(101)进行储存，所述液气储存装置(101)将储存的液气输送至所述气化设备(205)进行气化发电，形成一个可控的能量流动转化系统。2.如权利要求1所述的气体转化系统，其特征在于，还包括：分离装置(105)，与所述液气出口或所述液气储存装置(101)连通，用于分离出液氮和液氧及其他设定气体的液化气，设有液氧出口和液氮出口及其他设定气体的液化气出口；所述能源收集装置(103)向所述分离装置(105)供给能源；液氧储存装置(106)，与所述液氧出口连通；液氮储存装置(107)，与所述液氮出口连通。3.如权利要求2所述的气体转化系统，其特征在于，所述分离装置(105)为精馏装置，以通过精馏分离出液氧和液氮以及其他设定气体的液化气；所述液化设备(102)为深冷装置，所述分离装置(105)集成于所述深冷装置，以便在对所述低温空气进行液化的同时分离出液氧和液氮及其他设定气体的液化气，所述推动能源向所述深冷装置供给能源。4.如权利要求3所述的气体转化系统，其特征在于，还包括与所述低温空气出口连通的分流装置(108)，所述分流装置(108)连通有第一分流管(108a)和第二分流管(108b)，所述第一分流管(108a)与所述液化设备(102)的所述空气进口连通，所述第二分流管(108b)连通有对所述低温空气进行再冷却的再冷却装置(109)，其中，第一分流管(108a)与第二分流管(108b)的顺序按照现场生产需要排序并存在一定的高程差，所述再冷却装置(109)设有再冷却空气出口，所述再冷却空气出口与所述空气进口连通，所述再冷却装置(109)集成于所述深冷装置，以便促进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正洪，杨桂芳，
申请(专利权)人：陈正洪，
类型：发明
国别省市：北京;11