本发明专利技术公开了一种天然气压力能利用方法和天然气压力能利用装置。本发明专利技术的天然气压力能利用方法包括以下步骤：S1：将天然气的压力能转化为机械能，并将所述机械能用于生产电能；S2：利用所述电能和其他电能对电解液进行电解并产生气液混合物；S3：对所述气液混合物进行分离并得到高温电解液和气体；S4：利用至少部分所述高温电解液预热用于发电前的所述天然气，以提高所述天然气的压力能并降低电解液温度。本发明专利技术的天然气压力能利用装置包括发电装置、电解装置和换热装置。本发明专利技术利用了天然气压力能发电，并将电解余热用于预热天然气，提高了发电量并回收了余热，并可通过天然气管道掺氢方式输送及使用氢能，实现余压余热氢能利用的闭环。氢能利用的闭环。氢能利用的闭环。
【技术实现步骤摘要】
天然气压力能利用方法和天然气压力能利用装置
[0001]本专利技术涉及能量回收利用
，具体涉及一种天然气压力能利用方法和基于该方法的天然气压力能利用装置。
技术介绍
[0002]余热、余压能量回收利用是工业节能领域的一项重要内容之一，科学合理地利用余热、余压能量对于国家实现节能减排目标意义重大。
[0003]目前我国天然气输送管网规模较为庞大，天然气在通过管道输送的过程中一般具有较高的压力，即具有较大体量、高品质的压能。而天然气在被运输至用户侧时往往需要通过调压装置对天然气进行降压，降压过程中天然气的压力能无法得到利用，造成了大量的能量损失。
技术实现思路
[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]一方面，天然气的压力能可以通过发电装置生产电能，另一方面，氢能产业的发展需要较多的绿氢来源，而一般的绿氢通过光电、风电产生，而光电、风电的时空局限性较大，而且氢气的运输难度大、成本高。
[0006]因此，专利技术人考虑到可以利用天然气的压力能生产电能，然后利用天然气生产的电能和其他的电能，例如分布式光伏、风电等对水进行电解生产氢气的技术方案。此外，由于电解过程中会产生大量的余热，可以将余热用于预热发电前的天然气以提高天然气的发电量，电解产生的氢气还可以直接掺入天然气管道输送至下游用户。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0008]为此，本专利技术实施例提出一种天然气压力能利用方法，该天然气压力能利用方法能够回收天然气的压力能并加以利用。
[0009]本专利技术实施例还提出一种天然气压力能利用装置，该天然气压力能利用装置能够回收天然气的压力能并加以利用。
[0010]本专利技术实施例的天然气压力能利用方法包括以下步骤：
[0011]S1：将天然气的压力能转化为机械能，并将所述机械能用于生产电能；
[0012]S2：利用所述电能对电解液进行电解并产生气液混合物；
[0013]S3：对所述气液混合物进行分离并得到高温电解液和气体；
[0014]S4：利用至少部分所述高温电解液预热用于发电前的所述天然气，以提高所述天然气的压力能并降低电解液温度。
[0015]在一些实施例中，包括以下步骤：
[0016]A1：对所述气体进行纯化得到氢气；
[0017]A2：对所述氢气进行调压；
[0018]A3：将调压后的所述氢气掺入所述天然气的上游和/或下游。
[0019]在一些实施例中，步骤S4还包括以下步骤：
[0020]监测发电前的所述天然气需要的预热热量以及所述高温电解液中的电解热量；
[0021]若所述预热热量小于所述电解热量，则储存部分所述高温电解液中的热量；若所述预热热量大于所述电解热量，则将储存的所述高温电解液中的热量用于预热发电前的所述天然气。
[0022]在一些实施例中，通过监测发电前的所述天然气的流量参数和/或温度参数，以得到所述预热热量。
[0023]在一些实施例中，当所述流量参数减小和/或所述温度参数增大，则减小用于预热所述天然气的所述高温电解液的流量比例，并增大用于储存热量的所述高温电解液的流量比例；当所述流量参数增大和/或所述温度参数减小，则增大用于预热所述天然气的所述高温电解液的流量比例，并减小用于储存热量的所述高温电解液的流量比例。
[0024]本专利技术实施例的天然气压力能利用装置包括发电装置、电解装置和换热装置，所述发电装置用于将天然气的压力能转化为电能；所述电解装置与所述发电装置相连，且所述电解装置利用所述电能对电解液进行电解；所述换热装置包括吸热侧和放热侧，所述吸热侧用于吸收由所述电解装置产生的余热，所述放热侧用于将所述余热用于预热所述发电装置上游的所述天然气。
[0025]在一些实施例中，所述电解装置包括电解槽、分离装置和循环管路，所述电解槽用于将电解液分解成氢气或氧气；所述分离装置与所述电解槽相连，并用于分离出所述氢气和所述氧气中的高温电解液；所述循环管路依次连接所述分离装置、换热装置、电解槽，所述循环管路用于将所述高温电解液输送至所述换热装置处预热所述天然气，并将换热后的所述高温电解液输送回所述电解槽。
[0026]在一些实施例中，所述天然气压力能利用装置包括蓄热装置，所述蓄热装置连接于所述循环管路并与所述换热装置并联连接，且所述蓄热装置用于储存来自所述分离装置的所述高温电解液的热量，或用于将储存的所述高温电解液的热量供应给所述换热装置以预热所述天然气。
[0027]在一些实施例中，所述发电装置为膨胀发电机，所述膨胀发电机用于先将所述天然气的压力能转化为机械能，再将所述机械能转化为所述电能。
[0028]在一些实施例中，所述天然气压力能利用装置包括纯化装置，所述纯化装置与所述分离装置相连，并用于将所述氢气提纯。
[0029]本专利技术实施例的天然气压力能利用方法和天然气压力能利用装置具有以下技术效果：
[0030]1、将天然气压力能转化为电能，实现了对天然气管网中压力能的回收利用，能够解决天然气压力能浪费的问题。
[0031]2、将电能用于电解，并将电解过程中产生的高温电解液用于预热天然气，可以提高天然气的发电量，并实现了对电解过程中余热的回收利用。此外，预热天然气还可以避免发电后天然气温度过低，以免影响到天然气后续的输送与使用。
[0032]3、电解过程产生的氢气可以直接就地使用或者掺入天然气管道，且掺入天然气管道中的氢气可以降低下游燃气用户的碳排放，实现余压余热氢能利用的闭环。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例的天然气压力能利用装置的示意图。
[0034]附图标记：
[0035]1、膨胀发电机；2、电解槽；3、预热器；4、氢气分离器；5、氧气分离器；6、循环管路；7、循环泵；8、蓄热装置；9、纯化器；10、调压器。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]本专利技术实施例的天然气压力能利用方法包括以下步骤：
[0038]S1：将天然气的压力能转化为机械能，并将机械能用于生产电能。具体地，可以利用膨胀机或者透平先将天然气的压力能转化为机械能，然后将发电机与膨胀机或透平的输出轴相连生产电能。
[0039]S2：利用电能对电解液进行电解并产生气液混合物。具体地，除了利用发电机生产的电能进行电解外，还可以利用部分来自电网的电能进行电解，或者还可以利用分布式光伏、风电等。电解过程可以在电解槽中进行，电解槽中盛有电解液，电解液可以为水溶液，在对水溶液电解的过程中阴极和阳极可以分别产生氢气和氧气。
[0040]S3：对气液混合物进行分离并得到高温电解液和气体。氢气和氧气从电解槽中逸出时会携带一部分高温电解液，可以通过分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气压力能利用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将天然气的压力能转化为机械能，并将所述机械能用于生产电能；S2：利用所述电能对电解液进行电解并产生气液混合物；S3：对所述气液混合物进行分离并得到高温电解液和气体；S4：利用至少部分所述高温电解液预热用于发电前的所述天然气，以提高所述天然气的压力能并降低电解液温度。2.根据权利要求1所述的天然气压力能利用方法，其特征在于，包括以下步骤：A1：对所述气体进行纯化得到氢气；A2：对所述氢气进行调压；A3：将调压后的所述氢气掺入所述天然气的上游和/或下游。3.根据权利要求1或2所述的天然气压力能利用方法，其特征在于，步骤S4还包括以下步骤：监测发电前的所述天然气需要的预热热量以及所述高温电解液中的电解热量；若所述预热热量小于所述电解热量，则储存部分所述高温电解液中的热量；若所述预热热量大于所述电解热量，则将储存的所述高温电解液中的热量用于预热发电前的所述天然气。4.根据权利要求3所述的天然气压力能利用方法，其特征在于，通过监测发电前的所述天然气的流量参数和/或温度参数，以得到所述预热热量。5.根据权利要求4所述的天然气压力能利用方法，其特征在于，当所述流量参数减小和/或所述温度参数增大，则减小用于预热所述天然气的所述高温电解液的流量比例，并增大用于储存热量的所述高温电解液的流量比例；当所述流量参数增大和/或所述温度参数减小，则增大用于预热所述天然气的所述高温电解液的流量比例，并减小用于储存热量的所述高温电解液的流量比例。6.一种基于权利要求3
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑开云，张学锋，池捷成，徐振宇，马雷，陶林，
申请(专利权)人：势加透博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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