装置7将所述发电装置6输出的电能电解水制得高纯氢气。
[0039]实施例2
[0040]如图2所示,本实施例提供另一种天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,与实施例1所述天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统的不同之处在于:所述膨胀机单元5包括串联设置的一级膨胀机51和二级膨胀机52。
[0041]本实施例所述一级膨胀机51和二级膨胀机52均为单级向心涡轮膨胀机。所述一级膨胀机51的进气端与所述第一预热装置4的出气端连通设置,依次利用所述一级膨胀机51和二级膨胀机52对所述高温高压天然气进行膨胀降压后最终形成常温低压天然气;之后将所述常温低压天然气输入所述低压天然气支线2。
[0042]基于所述系统的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化工艺,包括如下步骤:
[0043]SI:先利用所述第一预热装置4对常温高压天然气进行预热,形成高温高压天然气;
[0044]S2:再利用所述一级膨胀机51和二级膨胀机52依次对步骤SI所述高温高压天然气进行两次膨胀降压后形成常温低压天然气;将所述常温低压天然气输入所述低压天然气支线2;
[0045]S3:之后利用所述发电装置6将所述膨胀机单元5输出的机械功转化为电能;
[0046]S4:最后利用所述电解水制氢装置7将所述发电装置6输出的电能电解水制得高纯氢气。
[0047]实施例3
[0048]如图3所示,本实施例提供另一种天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,与实施例2所述天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统的区别在于:所述一级膨胀机51和所述二级膨胀机52之间设置第二预热装置53;所述发电装置6为多个串联设置的发电机组。
[0049]先利用所述一级膨胀机51对所述高温高压天然气进行一次膨胀降压后形成低温中压天然气,之后利用所述第二预热装置53对所述低温中压天然气进行预热形成中温中压天然气,之后再利用所述二级膨胀机52对所述中温中压天然气进行二次膨胀降压得到常温低压天然气。
[0050]基于所述系统的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化工艺,包括如下步骤:[0051 ] SI:先利用所述第一预热装置4对常温高压天然气进行预热,形成高温高压天然气;
[0052]S2:先利用所述一级膨胀机51对步骤SI所述高温高压天然气进行一次膨胀降压后形成低温中压天然气,之后利用所述第二预热装置53对所述低温中压天然气进行预热形成中温中压天然气,之后再利用所述二级膨胀机52对所述中温中压天然气进行二次膨胀降压得到常温低压天然气;将所述常温低压天然气输入所述低压天然气支线2;
[0053]S3:之后利用所述发电装置6将所述膨胀机单元5输出的机械功转化为电能;
[0054]S4:最后利用所述电解水制氢装置7将所述发电装置6输出的电能电解水制得高纯氢气。
[0055]本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,设置在高压天然气干线(I)和低压天然气支线(2)之间,其特征在于,所述天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统包括天然气压力差能量回收装置、发电装置(6)和电解水制氢装置(7); 所述天然气压力差能量回收装置包括第一预热装置(4)和膨胀机单元(5);所述第一预热装置(4)的进气端与所述高压天然气干线(I)的出气端连通设置,用以对所述高压天然气干线(I)输出的常温高压天然气进行预热形成高温高压天然气; 所述膨胀机单元(5)的进气端与所述第一预热装置(4)的出气端连通设置,用以对所述高温高压天然气进行膨胀降压后形成常温低压天然气;所述常温低压天然气通入所述低压天然气支线(2); 所述发电装置(6)与所述膨胀机单元(5)的动力输出端连接设置,以将所述膨胀机单元(5)输出的机械功转化为电能; 所述电解水制氢装置(7)与所述发电装置(6)连接设置,以利用所述发电装置(6)输出的电能电解水制得高纯氢气。2.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,其特征在于,所述膨胀机单元(5)为单级膨胀机。3.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,其特征在于,所述膨胀机单元(5)包括串联设置的一级膨胀机(51)和二级膨胀机(52)。4.根据权利要求3所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,其特征在于,所述一级膨胀机(51)和所述二级膨胀机(52)之间设置第二预热装置(53),先利用所述一级膨胀机(51)对所述高温高压天然气进行一次膨胀降压后形成低温中压天然气,之后将所述低温中压天然气通入所述第二预热装置进行预热形成中温中压天然气,之后再将所述中温中压天然气输入所述二级膨胀机(52)进行二次膨胀降压得到常温低压天然气。5.根据权利要求3或4所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,其特征在于,所述一级膨胀机(31)和二级膨胀机(32)均为向心涡轮膨胀机。6.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,其特征在于,所述发电装置(5)为一个发电机或多个串联设置的发电机组。7.—种基于权利要求1所述系统的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化工艺,其特征在于,包括如下步骤: S1:先利用所述第一预热装置(4)对常温高压天然气进行预热,形成高温高压天然气; S2:再利用所述膨胀机单元(5)对步骤SI所述高温高压天然气进行膨胀降压后形成常温低压天然气;将所述常温低压天然气输入所述低压天然气支线(2); S3:之后利用所述发电装置(6)将所述膨胀机单元(5)输出的机械功转化为电能; S4:最后利用所述电解水制氢装置(7)将所述发电装置(6)输出的电能电解水制得高纯氢气。8.根据权利要求7所述的天然气压力差能量回收-电解制氢一体化工艺,其特征在于,所述高纯氢气的纯度为99.99%。
【专利摘要】本发明涉及一种天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统,设置在高压天然气干线和低压天然气支线之间并包括依次连接设置的天然气压力差能量回收装置、发电装置和电解水制氢装置,从而先利用所述天然气压力差能量回收装置的第一预热装置、膨胀机单元依次对常温高压天然气进行预热、膨胀降压后形成常温低压天然气;之后利用所述发电装置将所述膨胀机单元输出的机械功转化为电能;最后利用所述电解水制氢装置将所述发电装置输出的电能电解水制得高纯氢气;能够实现对天然气压力差能量进行充分回收,之后将该压力差能量转化为电能并用以电解水制备得到纯度高达99.99%的高纯氢气,同时还在管网中制备得到低压天然气。
【IPC分类】F02C1/00, F01D15/10, C25B1/04, F02M25/12, C25B9/04
【公开号】CN105673263
【申请号】CN201610061551
【发明人】侯奕
【申请人】侯奕
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月28日