一种零碳排放的天然气发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及天然气发电技术领域，具体涉及一种零碳排放的天然气发电系统。


背景技术：

2.本实用新型对于背景技术的描述属于与本实用新型相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本实用新型的内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本实用新型在首次提出申请的申请日的现有技术。
3.随着人们对环保节能的要求越来越高，尾气排放法规也日益严格。发电系统在运行过程中，除了自身产生大量的热量外，还向外界排出大量高温尾气，严重污染环境。由于发电系统的热损失较大。如何回收并利用发电系统排放的二氧化碳气体，是天然气发电领域需要解决的一大技术难题。
4.近年来，作为清洁能源的天然气正在得到大规模开发和使用，天然气发动机随之脱颖而出。目前，还处于天然气发动机研发的初级阶段，相关配套设施还在研发过程中。因此，充分发挥天然气发动机其自身清洁的特点，回收利用其排气余热散失的高温能量，从而使整个天然气发动机达到高效节能的目的，是天然气发动机研发领域目前的一大课题。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的是提供一种零碳排放的天然气发电系统，本实用新型的零碳排放的天然气发电系统充分利用发电过程中产生的热能和二氧化碳，实现二氧化碳零排放。
6.本使用新型的实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
7.一种零碳排放的天然气发电系统，包括：
8.燃料供应单元，用于提供天然气；
9.燃料发电单元，所述的燃料发电单元与燃料供应单元连接，所述的燃料发电单元包括电能输出端、热量输出口和排放口，所述的排放口用于排放发电过程中产生的二氧化碳、水和热量；
10.二氧化碳转化单元，所述的二氧化碳转化单元与所述的燃料发电单元的排放口连接，将排放口排出的二氧化碳和水转化成半成品油；
11.分离装置，所述的分离装置用于将半成品油分离成二氧化碳和油品，所述的分离装置的二氧化碳排放口与二氧化碳转化单元连接，为所述的二氧化碳转化单元提供二氧化碳。
12.进一步的，所述的二氧化碳转化单元连接有供热装置，为所述的二氧化碳转化单元提供热能。
13.进一步的，所述的供热装置为太阳能集热装置。
14.进一步的，所述的电能输出端与储电装置连接。
15.进一步的，所述的太阳能集热装置包括玻璃板围成的腔体和集热管，所述的集热管包括集热段和放热段，所述的集热段位于所述的腔体的内部，所述的放热段位于所述的腔体的外部；所述的集热管为铜管，所述的放热段与所述的二氧化碳转化单元连接为所述的二氧化碳转化单元提供热能。
16.进一步的，所述的燃料发电单元包括sofc电池堆，所述的燃料供应单元与sofc电池堆的阳极连接，sofc电池堆的阴极与空气连接。
17.进一步的，所述的二氧化碳转化单元包括：反应管和加热器；所述的反应管用于填装催化剂，催化剂主要成分为锰、钴、镍等一种或多种金属/金属氧化物；所述反应管的输入端与燃料发电单元排放口连接，反应管的输出端与分离装置连接；燃料发电单元排放的co2和h2o从反应管的输入端进入反应管，在催化剂和热的作用下反应，反应产物包括汽油、柴油等长链烷烃，随着催化剂调整产物可调整为甲烷、乙烯，反应产物经输出端离开反应管；所述加热器与太阳能集热装置连接，为二氧化碳转化提供热能。
18.进一步的，所述的分离装置为重力式气液分离器。
19.借由上述方案，本实用新型至少具备如下有益效果：
20.本实用新型的发电系统将燃料供应单元与燃料发电单元连接，燃料供应单元供应的燃料为天然气；燃料发电单元的输出端与用电端连接；燃料发电单元排出的co2和反应放出的热量与co2转化单元连接；二氧化碳转化单元用于将二氧化碳转化为油品供其他用户使用。无需捕集可以实现天然气发电过程二氧化碳零排放，同时制备绿色油品实现碳循环。实现了二氧化碳的零排放。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
22.图1为本实用新型一种零碳排放的天然气发电系统一实施例中系统结构示意图；
23.图2为本实用新型一种零碳排放的天然气发电系统一实施例中太阳能集热装置结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本实用新型进行进一步的详细介绍，应当理解，实施例是为了本领域技术人员更容易理解本实用新型的技术方案，而不能作为本实用新型保护范围的限定。
25.在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本实用新型的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本实用新型也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本实用新型也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
26.结合附图1和2，一种零碳排放的天然气发电系统，包括：
27.燃料供应单元1，用于提供天然气；
28.燃料发电单元2，所述的燃料发电单元2与燃料供应单元1连接，所述的燃料发电单元2包括电能输出端、热量输出口和排放口，所述的排放口用于排放发电过程中产生的二氧化碳4、水5和热量6；
29.二氧化碳转化单元8，所述的二氧化碳转化单元8与所述的燃料发电单元的排放口连接，将排放口排出的二氧化碳4和水5转化成半成品油9；
30.分离装置10，所述的分离装置用于将半成品油9分离成二氧化碳12和油品11，所述的分离装置10的二氧化碳排放口与二氧化碳转化单元8连接，为所述的二氧化碳转化单元8提供二氧化碳。
31.将燃料供应单元与燃料发电单元连接，燃料供应单元供应的燃料为天然气；燃料发电单元的输出端与用电端连接；燃料发电单元排出的co2和反应放出的热量与co2转化单元连接；二氧化碳转化单元用于将二氧化碳转化为油品供其他用户使用。无需捕集可以实现天然气发电过程二氧化碳零排放，同时制备绿色油品实现碳循环。实现了二氧化碳的零排放。
32.在本实用新型的一些实施例中，所述的二氧化碳转化单元8连接有供热装置，为所述的二氧化碳转化单元8提供热能。由于co2转化需要的热量要比发电过程放出的余热多，因此增加太阳能集热装置，补充转过过程所需的热量。
33.在本实用新型的一些实施例中，所述的供热装置为太阳能集热装置13。
34.这里要说明的是：太阳能集热装置13是供热装置中优选的装置，对采用何种装置来供热，本实用新型不作限定，还可以是电热等方式。
35.在本实用新型的一些实施例中，所述的电能输出端与储电装置7连接。
36.电能输出端可以采用储电装置来储电，其也可以直接连接到用户，当然也可以一边连接到用户，一边连接到储电装置，在用户用电量少时，将电能储存，在用电量大时，将储电装置中的电能释放出来。
37.在本实用新型的一些实施例中，所述的太阳能集热装置13包括玻璃板围成的腔体和集热管，所述的集热管包括集热段15和放热段14，所述的集热段15位于所述的腔体的内部，所述的放热段14位于所述的腔体的外部；所述的集热管为铜管，所述的放热段14与所述的二氧化碳转化单元8连接为所述的二氧化碳转化单元提供热能。采用何种结构的太阳能集热装置本技术是不作限定的，本实施例的装置结构简单，成本低廉。集热管的材质不一定用铜，可以选用其他导热好、成本低的材质。
38.在本实用新型的一些实施例中，所述的燃料发电单元包括sofc电池堆，所述的燃料供应单元与sofc电池堆的阳极连接，sofc电池堆的阴极与空气连接。
39.在本实用新型的一些实施例中，所述的二氧化碳转化单元包括：反应管和加热器；所述的反应管用于填装催化剂，催化剂主要成分为锰、钴、镍等一种或多种金属/金属氧化物；所述反应管的输入端与燃料发电单元排放口连接，反应管的输出端与分离装置连接；燃料发电单元排放的co2和h2o从反应管的输入端进入反应管，在催化剂和热的作用下反应，反应产物包括汽油、柴油等长链烷烃，随着催化剂调整产物可调整为甲烷、乙烯，反应产物经输出端离开反应管；所述加热器与太阳能集热装置连接，为二氧化碳转化提供热能。
40.在本实用新型的一些实施例中，所述的分离装置为重力式气液分离器。
41.借由上述方案，本实用新型至少具备如下有益效果：
42.本使用新型的发电系统将燃料供应单元与燃料发电单元连接，燃料供应单元供应的燃料为天然气；燃料发电单元的输出端与用电端连接；燃料发电单元排出的co2和反应放出的热量与co2转化单元连接；二氧化碳转化单元用于将二氧化碳转化为油品供其他用户使用。无需捕集可以实现天然气发电过程二氧化碳零排放，同时制备绿色油品实现碳循环。实现了二氧化碳的零排放。
43.以上介绍仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。