可再生能源转化和输送的系统以及方法技术方案

本发明专利技术提出一种可再生能源转化和输送系统以及方法。该系统包含：可再生能源转化子系统，用于将再生能源转化为热能；碳氢化合物重整子系统，用于进行碳氢化合物的重整反应，将上述可再生能源转化子系统转化的热能转化为化学能；以及管道子系统，用于输送上述碳氢化合物重整子系统生成的反应产物。所述的可再生能源的转化和输送方法包括：将可再生能源转化为热能；然后利用热能进行碳氢化合物的重整反应；以及将上述重整反应的反应产物经管道输送。本发明专利技术的系统以及方法，其可以利用丰富的可再生能源，通过碳氢化合物的重整，将可再生能源转化为化学能并以化学能的形式固定，并可以通过管道输送，从而实现可再生能源的高效转化和经济输送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用可再生能源的系统及方法，特别是涉及一种将可 再生能源转化为化学能并进行输送的系统以及方法。
技术介绍
可再生能源是清洁能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取 之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛， 适宜就地开发利用。主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和 海洋能等。可再生能源的开发利用装置一旦建成，不必再有原料的投入。 自人们认识到气候变化的危机始，随着国际政治努力的深入，利用可再生能源的科技也逐渐受到重视。尤其对发展中国家而言，广泛利用清洁能源， 是一个非常理想的发展方式，其不会加剧空气污染和全球变暖等问题。同时，天然气的利用越来越受到重视，并且有越来越多的天然气田被 发现，随之对气田进行开发建设。但一般来说，天然气田都远离城市或者 人类活动居住地，比如沙漠戈壁、海洋等地方。例如，近几年来中国的鄂 尔多斯盆地、新疆、青海、川渝、以及东海等天然气田的开发，提供了较 丰富的气源。为使天然气能被使用，就必然会铺设管道以便将天然气输送 回人类活动居住地。例如，中国的"西气东输"、"北气南输"、"海气上岸"、"LNG登陆"的大天然气能源方案，在有关高压长输管道干线建成 运营的基础上，中国的天然气管网建设已经展开，天然气开发利用已经进 入一个持续、快速的发展时期。但是，由于技术上或者经济上的原因，一般 不在气田附近建立电厂直接利用天然气进行发电，所以，很少有建设从天 然气田通向人类活动居住地的高压输电线路的情况，尤其对于海上气田，更 不可能建设高压输电线路。通常，天然气田周边都会有丰富的可再生能源，例如沙漠中的太阳能、 风能，海洋中的海洋能，煤矿、油田的情况也是如此。因此，如何在开发天然气、煤矿和石油的同时，有效利用天然气田、煤矿和油田周边丰富的 可再生能源便成为一个非常有意义的课题，而其技术瓶颈就是如何将可再 生能源从遥远的地方经济高效地输送到人类活动居住地。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种可再生能源的转化和输送系统以及方法， 使其能将天然气田、煤矿和油田周边的可再生能源进行转化，并将该转化 的能源传输到人类活动居住地，加以有效利用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种可再生能源转化和输送系统，其包含可再生能源转化 子系统，用于将再生能源转化为热能；碳氢化合物重整子系统，用于进行 碳氢化合物的重整反应，将上述可再生能源转化子系统转化的热能转化为 化学能；以及管道子系统，用于输送上述碳氢化合物重整子系统生成的反 应产物。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述可再生能源转化和输送系统，其中所述的碳氢化合物重 整子系统包含碳氢化合物重整反应装置；碳氢化合物供给装置，用于向碳氢 化合物重整反应装置提供原料碳氬化合物；以及供氧体供给装置，用于向碳 氢化合物重整反应装置提供含氧化合物。碳氢化合物重整子系统还可包含 换热器，用于预热向碳氢化合物重整反应装置提供的碳氢化合物和供氧体， 同时回收重整反应装置出口重整反应产物的物理热。优选的，前述可再生能源转化和输送系统，其中所述的可再生能源转 化子系统包括太阳灶和热媒循环装置，其中太阳灶用于收集阳光对热媒进 行加热，热媒循环装置用于将被加热的热媒输送到碳氢化合物重整子系统， 为该碳氢化合物重整子系统提供热能。优选的，前述可再生能源转化和输送系统，其中所述的可再生能源转 化子系统风力发电机和电热装置，所述风力发电机将风能转化为电能，电热 装置将风力发电机转化的电能转化为热能，并用作碳氢化合物重整子系统 重整反应所需热能。优选的，前述可再生能源转化和输送系统，其中所述的可再生能源转化子系统包含海水温差能和/或波浪能发电装置，用于收集海洋能并将其转 化为电能；以及电热装置，用于将该电能转化为热能，并用作碳氢化合物 重整子系统重整反应所需热能。优选的，前述可再生能源转化和输送系统，其中所述的碳氢化合物重 整子系统的重整反应装置为天然气、煤层气、石油伴生气或石油裂解产物 的重整反应装置。本专利技术的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种可再生能源转化和输送方法，其包括以下步骤将可 再生能源转化为热能；供给碳氢化合物，供给供氧体，并将上述步骤转化 得到的热能作为热源，进行碳氢化合物的重整反应；以及将上述重整反应的 反应产物经管道进行输送。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的可再生能源为 太阳能、风能和海洋能的其中之一或者几种的组合。优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的热能的温度为 400 ~ IOO(TC。优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的碳氢化合物包 括天然气、煤层气、石油伴生气和石油裂解产物。优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的供氧体为水和/ 或二氧化碳。优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的反应产物与天 然气、煤层气、石油伴生气或者石油裂解产物混合后经管道子系统进行输送。优选的，前述可再生能源转化和输送方法，其中所述的将可再生能源 转化为热能的步骤包括下述过程中的至少 一种将太阳能收集并加热热媒， 然后将热媒进行循环；将风能转化为电能，接着将电能转变为热能；利用 海水温差和/或波浪进行发电产生电能，然后将电能转变为热能。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案 可知，至少具有下列优点本专利技术的可再生能源转化和输送系统以及方法， 其可以利用天然气田、煤矿或者油田周边丰富的可再生能源，通过碳氢化合物的重整，将可再生能源转化为化学能并以化学能的形式固定，并可以 随着天然气、煤层气或者石油伴生气一起输送，从而实现可再生能源的高 效转化和经济输送。并且当采用二氧化碳为供氧体的时候，还可以实现二 氧化碳的负排放，从而更加符合环保的要求。综上所述，本专利技术具有上述诸多的优点及实用价值，并产生了好用及 实用的效果，从而更加适于实用。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的 技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例 并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术实施例的可再生能源转化和输送系统的组成示意图。图2是本专利技术实施例的太阳能转化子系统的构成示意图。 图3是本专利技术实施例的风能转化子系统的构成示意图。 图4是本专利技术实施例的海洋能转化子系统的构成示意图。具体实施例方式以天然气为例，其主要成分为CH4，其可与供氧体的水和二氧化碳发生如下具有强吸热特性的重整反应，CH4 + H20 — CO + 3H2 线98 = 25 0 kJm。r1 (1)CH4 + C02 — 2C0 + 2H2AH298 = 2 4 7 kJmor1 (2)由上述方程式(1)和(2)可知，碳氢化合物与供氧体发生重整反应 时会吸收大量的热能，因而可以利用上述反应过程将热能转化为碳氢化合 物重整反应产物的化学能，并通过反应产物的输送来输送热量。本专利技术的一个实施例提供了 一种可再生能源转化和输送系统，其包含 可再生能源转化子系统10，用于将再生能源转化为热能；碳氢化合物重整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可再生能源转化和输送系统，其特征在于其包含：　可再生能源转化子系统，用于将再生能源转化为热能；　碳氢化合物重整子系统，用于进行碳氢化合物的重整反应，将上述可再生能源转化子系统转化的热能转化为化学能；以及　管道子系统，用 于输送上述碳氢化合物重整子系统生成的反应产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆泉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]