一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统技术方案

技术编号:41974590 阅读:20 留言:0更新日期:2024-07-10 16:53
本发明专利技术公开了一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,包括电解制氢装置组、氢气缓冲罐、氢气压缩机、氢气流量计和混气装置;电解制氢装置组的氢气出口与氢气缓冲罐的进口连通;氢气缓冲罐的出口依次通过氢气压缩机增压和氢气流量计计量后进入氢气出气管路;中压天然气出气管路的出气端和氢气出气管路的出气端分别与混气装置的天然气进口和氢气进口连通;混气装置的混合气出口与混合气出气管路连通,将掺氢后的天然气输送至下游用户。该系统可将高压天然气通过膨胀发电,利用产生的电力电解水制氢,并对制得的氢气与膨胀降压后的天然气进行掺混,以此保证掺混系统的掺氢均匀性及相关压力的稳定。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及天然气输送,尤其涉及一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统


技术介绍

1、天然气长输管线运输过程中,为克服沿程阻力保障天然气正常输送,多采用高压管线。我国的高压天然气管网的输气压力达到6.3-10mpa,而天然气输送至城镇用户使用时需要使压力为0.4mpa及以下。管输天然气到达门站后需根据下游用户的供气压力要求进行降压处理,这一过程蕴藏着丰富的压力能。调压站一般采用调压阀对天然气进行节流调压,压力能完全消耗在克服流动阻力上,未推动机械做功,浪费大量能量。

2、另外,国内外对天然气掺氢正在进行相关研究,天然气掺氢技术在国内还处于试验探索阶段,没有统一的技术要求和规范。另外,现有技术的天然气掺氢系统中,氢气输送管路中的氢气压力不稳定,在进行天然气掺氢操作时,若不能及时对管路氢气进行压力调节,使得氢气掺入时的压力不在适合与天然气混合的压力范围,会导致混合后的掺氢天然气稳定性差,后续利用时容易产生安全隐患。国内外现有掺氢系统中,氢气普遍采用工厂集中制氢后用氢气拖车运输,目前应用最广泛、最成熟的是“压缩氢气(ch2)”的氢气储运方式,常用操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,包括并联设置的调压管路(1)和发电管路(2),其中调压管路(1)和发电管路(2)的上游端与天然气高压管路(50)连接,下游端与中压天然气出气管路(60)连接,其特征在于:所述发电管路(2)上设有第二天然气流量计(22)、膨胀机(23)和发电机(24);所述发电机(24)与所述膨胀机(23)连接,并为膨胀机(23)提供压力能;所述膨胀机(23)的进气端与所述第二天然气流量计(22)连通,膨胀机(23)的出气端与所述中压天然气出气管路(60)连通,将上游高压天然气通过所述膨胀机(23)膨胀做功降压后的天然气送入所述中压天然气出气管路(60);

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【技术特征摘要】

1.一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,包括并联设置的调压管路(1)和发电管路(2),其中调压管路(1)和发电管路(2)的上游端与天然气高压管路(50)连接,下游端与中压天然气出气管路(60)连接,其特征在于:所述发电管路(2)上设有第二天然气流量计(22)、膨胀机(23)和发电机(24);所述发电机(24)与所述膨胀机(23)连接,并为膨胀机(23)提供压力能;所述膨胀机(23)的进气端与所述第二天然气流量计(22)连通,膨胀机(23)的出气端与所述中压天然气出气管路(60)连通,将上游高压天然气通过所述膨胀机(23)膨胀做功降压后的天然气送入所述中压天然气出气管路(60);

2.根据权利要求1所述的一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,其特征在于:所述电解制氢装置组(3)包括电解水装置(31)、第三水泵(32)和除氧除水装置(33);所述第三水泵(32)与所述电解水装置(31)的水进口连通,并将外部的水泵入所述电解水装置(31)内;所述电解水装置(31)的氢气出口与所述除氧除水装置(33)的进气口连通,净化自所述电解水装置(31)的氢气出口排出气体中混合的残余氧气;所述除氧除水装置(33)的出气口与所述氢气缓冲罐(4)连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,其特征在于:所述除氧除水装置(33)包括并联设置的两个吸附柱,其中一个用于水的吸附,另一个用于水的脱附,分别为第一吸附柱(331)和第二吸附柱(332),每个所述吸附柱内沿气体流动方向分别设有氢气催化氧化催化剂(a)和水吸附剂(b),自所述电解水装置(31)的氢气出口排出的含有少量氧气的氢气进入其中一个所述吸附柱后,在所述氢气催化氧化催化剂(a)作用下,氢气中的少量氧气与氢气反应生成水后进入所述水吸附剂(b),产物水被所述水吸附剂(b)吸附后,氢气通过管路进入所述氢气缓冲罐(4);所述水吸附剂(b)中吸附水的量达到一定程度后,进行脱附。

4.根据权利要求1所述的一种基于压差发电制氢的天然气掺混系统,其特征在于:所述膨胀机(23)的出气端的所述中压天然气出气管路(60)上还设有第二换热器(25);所述第二换热器(25)上设有第二热源进口(251)、第二热源出口(252)、第二冷源进口(253)和第二冷源出口(254);所述第二冷源进口(253)与所述膨胀机(23)的出气端连通;所述第二冷源出口(254)与所述中压天然气出气管路(...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡建春杜建梅赵伟左川柴飞杨帆郭小亚
申请(专利权)人:中国市政工程华北设计研究总院有限公司
类型:发明
国别省市:

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