【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及套管气回收利用，尤其涉及回收利用系统及回收利用方法。
技术介绍
1、油田套管气的清洁利用是实现油田节能减排的有效手段，采用燃烧直接利用能源的方式粗犷且无法有效降低生产碳排放，而且通常燃烧产生的热量没有被充分利用，导致能源利用率低，同时油田套管气组分波动大，常规的燃烧方式存在安全隐患。
2、因此，亟需一种回收利用系统及回收利用方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种回收利用系统及回收利用方法，能够对油田的套管气进行回收利用，提升套管气的能源利用率，且同时避免对空气造成污染。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、回收利用系统，所述回收利用系统包括：
4、套管气输入子系统，所述套管气输入子系统与套管气的出口连接；
5、空气输入子系统，所述空气输入子系统用于提供空气；
6、供水子系统，所述供水子系统用于提供水蒸气；
7、燃料电池子系统，所述燃料电池子系统与所述套管气输入子系统、所述空气输入子系统均连接，所述套管气输入子系统用于向所述燃料电池子系统提供套管气，所述空气输入子系统用于向所述燃料电池子系统提供空气，所述套管气与所述空气在所述燃料电池子系统中发生反应生成电能，所述燃料电池子系统包括电池组件，所述电池组件用于储存所述电能；
8、电解池子系统，所述电解池子系统与所述供水子系统、所述燃料电池子系统连接，所述供水子系统用于向所述电解池子系统
9、燃烧子系统，所述燃烧子系统包括燃烧器，所述燃烧器与所述套管气输入子系统、所述空气输入子系统均连接，所述套管气输入子系统用于向所述燃烧器中输入所述套管气，所述空气输入子系统用于向所述燃烧器中输入所述空气，所述套管气与所述空气在所述燃烧器中燃烧形成高温尾气；所述高温尾气分别与所述套管气输入子系统提供的所述套管气、所述空气输入子系统提供的所述空气和所述供水子系统提供的水发生热量交换，以形成所述燃料电池子系统和所述电解池子系统的反应气体。
10、作为一种可选的技术方案，所述供水子系统包括水源和蒸发器，所述蒸发器的第一通道的入口与所述水源连通，所述蒸发器的第一通道的出口与所述燃料电池子系统和所述电解池子系统均连通，所述蒸发器的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述蒸发器中与液态水发生热量交换形成所述水蒸气。
11、作为一种可选的技术方案，所述燃料电池子系统包括空气预热器、前置引射器和重整器，所述空气预热器的第一通道与所述空气输入子系统连通，所述空气预热器的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述空气预热器中与所述空气进行热交换以形成高温空气；所述前置引射器设置于所述重整器的上游，所述前置引射器的第一入口与所述套管气输入子系统连通，所述前置引射器的第二入口与所述蒸发器的出口连通，所述前置引射器的出口与所述重整器的第一通道连通，所述蒸发器输出的部分所述水蒸气将所述套管气输入子系统提供的所述套管气引射至所述重整器的第一通道，所述重整器的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气向所述重整器提供热量，使得所述前置引射器输出的气体在所述重整器中发生重整反应，形成所述燃料电池子系统的反应气体。
12、作为一种可选的技术方案，所述燃料电池子系统包括燃料电池电堆阳极和燃料电池电堆阴极，所述电解池子系统包括电解池电堆阳极和电解池电堆阴极，所述燃料电池电堆阳极的入口与所述重整器的第一通道的出口连通；
13、所述燃料电池电堆阳极的出口与所述燃烧器连通，所述燃料电池电堆阴极的入口与所述空气预热器的第一通道的出口连通，所述燃料电池电堆阴极的出口与所述电解池电堆阳极的入口连通；所述电解池电堆阳极的出口与所述蒸发器的第二通道的入口连通，所述电解池电堆阴极的入口与所述蒸发器的第一通道的出口连通，所述电解池电堆阴极的出口用于输出所述可燃气体；或者，
14、所述燃料电池电堆阴极的入口处设置有第一引射器，所述第一引射器的两个入口分别与所述空气预热器的第一通道的出口、所述电解池电堆阳极的出口连通，所述燃料电池电堆阴极的出口与所述蒸发器的第二通道的入口连通，所述电解池电堆阴极的入口处设置有第二引射器，所述第二引射器的两个入口分别与所述蒸发器的第一通道的出口和所述燃料电池电堆阳极的出口连接，所述电解池电堆阴极的出口用于输出所述可燃气体。
15、作为一种可选的技术方案，所述套管气输入子系统包括依次连接的套管气接口、冷凝器、储存装置和脱硫罐，所述套管气接口用于连接所述套管气的出口，所述冷凝器用于去除所述套管气中的水分，所述储存装置用于储存所述套管气，所述脱硫罐用于对所述套管气进行脱硫处理，且所述脱硫罐设置于所述前置引射器的上游。
16、作为一种可选的技术方案，所述供水子系统还包括水泵、气水分离器和过热器，所述水泵的出口连接于所述蒸发器的第一通道的入口，所述气水分离器的入口与所述蒸发器的第一通道的出口连通，所述气水分离器的气体出口与所述过热器的第一通道的入口，所述气水分离器的液体出口用于输出高温水；所述过热器的第一通道的出口与所述燃料电池子系统和所述电解池子系统均连通，所述过热器的第二通道与所述燃烧器连通。
17、作为一种可选的技术方案，所述燃烧子系统还包括二氧化碳分离器和增压器，所述二氧化碳分离器与所述蒸发器的第二通道的出口连接，所述二氧化碳分离器用于分离所述高温尾气中的二氧化碳，所述增压器用于对所述二氧化碳进行增压后将所述二氧化碳输出。
18、作为一种可选的技术方案，所述回收利用系统还包括采油子系统，所述采油子系统与所述气水分离器的液体出口和所述增压器的出口均连接。
19、作为一种可选的技术方案，所述回收利用系统还包括新能源发电子系统，所述新能源发电子系统包括发电组件，所述发电组件与所述电池组件、所述电解池子系统均连接，所述发电组件能够向所述电池组件供电，和/或，所述发电组件能够向所述电解池子系统供电。
20、作为一种可选的技术方案，所述回收利用系统还包括可燃气体储存子系统，所述可燃气体储存子系统包括可燃气体储存罐，所述可燃气体储存罐与所述电解池子系统连接，用于储存所述电解池系统产生的可燃气体。
21、本专利技术还采用以下技术方案：
22、回收利用方法，适用于如上所述的回收利用系统，所述回收利用方法包括以下步骤：
23、s100、使得所述套管气输入子系统向所述燃烧子系统提供套管气；
24、s200、启动所述空气输入子系统，使得所述空气输入子系统所述燃烧子系统的燃烧器提供空气；
25、s300、打开所述燃烧子系统的所述燃烧器，所述套管气和所述空气在所述燃烧器中燃烧生成高温尾气，所述高温尾气分别与所述套管气输入子系统提供的所述套管气、所述空气输入子系统提供的所述空气和所述供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统包括：
2.根据权利要求1所述的回收利用系统，其特征在于，所述供水子系统包括水源(31)和蒸发器(32)，所述蒸发器(32)的第一通道的入口与所述水源(31)连通，所述蒸发器(32)的第一通道的出口与所述燃料电池子系统和所述电解池子系统均连通，所述蒸发器(32)的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述蒸发器(32)中与液态水发生热量交换形成所述水蒸气。
3.根据权利要求2所述的回收利用系统，其特征在于，所述燃料电池子系统包括空气预热器(41)、前置引射器(42)和重整器(43)，所述空气预热器(41)的第一通道与所述空气输入子系统连通，所述空气预热器(41)的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述空气预热器(41)中与所述空气进行热交换以形成高温空气；所述前置引射器(42)设置于所述重整器(43)的上游，所述前置引射器(42)的第一入口与所述套管气输入子系统连通，所述前置引射器(42)的第二入口与所述蒸发器(32)的出口连通，所述前置引射器(42)的出口与所述重整器(43)的第一通道连通，所述蒸发器
4.根据权利要求3所述的回收利用系统，其特征在于，所述燃料电池子系统包括燃料电池电堆阳极(44)和燃料电池电堆阴极(45)，所述电解池子系统包括电解池电堆阳极(51)和电解池电堆阴极(52)，所述燃料电池电堆阳极(44)的入口与所述重整器(43)的第一通道的出口连通；
5.根据权利要求3所述的回收利用系统，其特征在于，所述套管气输入子系统包括依次连接的套管气接口(11)、冷凝器(12)、储存装置(13)和脱硫罐(14)，所述套管气接口(11)用于连接所述套管气的出口，所述冷凝器(12)用于去除所述套管气中的水分，所述储存装置(13)用于储存所述套管气，所述脱硫罐(14)用于对所述套管气进行脱硫处理，且所述脱硫罐(14)设置于所述前置引射器(42)的上游。
6.根据权利要求2所述的回收利用系统，其特征在于，所述供水子系统还包括水泵(33)、气水分离器(34)和过热器(35)，所述水泵(33)的出口连接于所述蒸发器(32)的第一通道的入口，所述气水分离器(34)的入口与所述蒸发器(32)的第一通道的出口连通，所述气水分离器(34)的气体出口与所述过热器(35)的第一通道的入口，所述气水分离器(34)的液体出口用于输出高温水；所述过热器(35)的第一通道的出口与所述燃料电池子系统和所述电解池子系统均连通，所述过热器(35)的第二通道与所述燃烧器连通。
7.根据权利要求6所述的回收利用系统，其特征在于，所述燃烧子系统还包括二氧化碳分离器(63)和增压器(64)，所述二氧化碳分离器(63)与所述蒸发器(32)的第二通道的出口连接，所述二氧化碳分离器(63)用于分离所述高温尾气中的二氧化碳，所述增压器(64)用于对所述二氧化碳进行增压后将所述二氧化碳输出。
8.根据权利要求7所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括采油子系统(70)，所述采油子系统(70)与所述气水分离器(34)的液体出口和所述增压器(64)的出口均连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括新能源发电子系统，所述新能源发电子系统包括发电组件(81)，所述发电组件(81)与所述电池组件(46)、所述电解池子系统均连接，所述发电组件(81)能够向所述电池组件(46)供电，和/或，所述发电组件(81)能够向所述电解池子系统供电。
10.根据权利要求9所述的回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统还包括可燃气体储存子系统，所述可燃气体储存子系统包括可燃气体储存罐(91)，所述可燃气体储存罐(91)与所述电解池子系统连接，用于储存所述电解池系统产生的可燃气体。
11.回收利用方法，适用于如权利要求1-10任一项所述的回收利用系统，所述回收利用方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.回收利用系统，其特征在于，所述回收利用系统包括：
2.根据权利要求1所述的回收利用系统，其特征在于，所述供水子系统包括水源(31)和蒸发器(32)，所述蒸发器(32)的第一通道的入口与所述水源(31)连通，所述蒸发器(32)的第一通道的出口与所述燃料电池子系统和所述电解池子系统均连通，所述蒸发器(32)的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述蒸发器(32)中与液态水发生热量交换形成所述水蒸气。
3.根据权利要求2所述的回收利用系统，其特征在于，所述燃料电池子系统包括空气预热器(41)、前置引射器(42)和重整器(43)，所述空气预热器(41)的第一通道与所述空气输入子系统连通，所述空气预热器(41)的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气在所述空气预热器(41)中与所述空气进行热交换以形成高温空气；所述前置引射器(42)设置于所述重整器(43)的上游，所述前置引射器(42)的第一入口与所述套管气输入子系统连通，所述前置引射器(42)的第二入口与所述蒸发器(32)的出口连通，所述前置引射器(42)的出口与所述重整器(43)的第一通道连通，所述蒸发器(32)输出的部分所述水蒸气将所述套管气输入子系统提供的所述套管气引射至所述重整器(43)的第一通道，所述重整器(43)的第二通道与所述燃烧器连通，所述高温尾气向所述重整器(43)提供热量，使得所述前置引射器(42)输出的气体在所述重整器(43)中发生重整反应，形成所述燃料电池子系统的反应气体。
4.根据权利要求3所述的回收利用系统，其特征在于，所述燃料电池子系统包括燃料电池电堆阳极(44)和燃料电池电堆阴极(45)，所述电解池子系统包括电解池电堆阳极(51)和电解池电堆阴极(52)，所述燃料电池电堆阳极(44)的入口与所述重整器(43)的第一通道的出口连通；
5.根据权利要求3所述的回收利用系统，其特征在于，所述套管气输入子系统包括依次连接的套管气接口(11)、冷凝器(12)、储存装置(13)和脱硫罐(14)，所述套管气接口(11)用于连接所述套管气的出口，所述冷凝器(12)用于去除所述套管气中的水分，所述储存装置(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宝刚，沈雪松，宋维龙，施王影，叶文莹，
申请(专利权)人：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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