[实用新型]风电煤制天然气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用风电和煤来生产天然气的系统，属于天然气生产技术领域。

背景技术

天然气作为低碳、高效、安全的清洁能源，是促进经济增长、社会和环境可持续发展的重要物质基础。煤制天然气可利用较为丰富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭，来生产国内能源短缺的天然气，并入现有的天然气长输管网。现有煤制天然气系统的构成及流程如图1所示，其流程是：空气M经过空分设备30分离制得的氧气B供给气化炉11；煤炭D在气化炉11内与氧气B和水蒸气E发生气化反应产出含CH₄、CO、CO₂和H₂的混合气体；该混合气体从气化炉11出来后经换热器12换热后，进入CO变换装置31得到较多的氢气C，再陆续经过脱硫塔13和脱碳塔20处理生成净化混合气体；最后送入合成塔14，在合成塔14内生成粗天然气。从图1反映的现有煤制天然气系统及流程可以看出，现有煤制天然气系统的设备组成多而复杂；而且生产中的CO2排放量较高，与低碳经济格格不入。

风能作为一种绿色可再生能源，对于部分替代煤炭发电和二氧化碳减排有着重要作用。但目前大规模风电场的应用模式均是将风电并网，具有波动性和间歇性的风电大规模并网时往往会对电网形成较大冲击，同时成本较高，因此制约了我国风电的大规模应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提出一种将风电直接运用于煤制天然气生产中的设备系统，以减少煤制天然气生产中的CO2排放量并提高风电的应用范围。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种风电煤制天然气系统，包括电解水子系统和煤制天然气子系统；所述电解水子系统包括电解水槽、氧气储罐和氢气储罐，所述电解水槽的电极与风力发电机的电力输出端连接，所述氧气储罐和氢气储罐的输入口分别连接用于收集电解水槽产生的氧气和氢气的氧气收集管和氢气收集管；所述煤制天然气子系统包括依次首尾连接的气化炉、换热器、脱硫塔和合成塔；所述氧气储罐的输出口通过第一管路连接气化炉的氧气入口，所述氢气储罐的输出口通过第二管路连接合成塔的进气口。

使用时：一、风力发电机发出的电输出到电解水槽后，将水电解成的氧气和氢气并分别被收集到氧气储罐和氢气储罐内储存；二、将经处理后的煤炭送入气化炉，同时将水蒸气和来自氧气储罐的氧气送入气化炉，煤炭在气化炉内发生气化反应产出含CH₄、CO、CO₂和H₂的混合气体；该混合气体从气化炉出来后经换热器换热后，再进入脱硫塔处理生成净化混合气体；通过在线检测装置检测该净化混合气体的碳氢比例，同时根据检测的碳氢比控制来自氢气储罐的氢气流量，该净化混合气体与氢气混合为原料气并送入合成塔，在合成塔内净化混合气体与氢气反应后生成粗天然气；三、最后再将合成塔输出的粗天然气经冷却、干燥等常规工艺处理后即可获得合格的天然气产品。

本实用新型的风电煤制天然气系统的有益效果是：由于将风电直接用于电解水来产生氧气和氢气，从而使传统气化炉产出混合气体中的CO和CO₂都能送入合成塔与氢气充分反应后生成天然气，因此大大减少了CO₂的排放量，减少环境污染，而且也使波动性和间歇性强的风电不经过并网直接得到利用。此外，与传统煤制天然气系统相比，用电解水生成氧气和氢气来代替传统煤制天然气的空分设备，以及省去脱碳塔，可以减少设备投入成本。

上述技术方案的变化是：所述脱硫塔和合成塔之间串接有脱碳塔。

上述技术方案的进一步变化是：还包括空分设备，所述换热器与脱硫塔之间串接有CO变换装置(即一氧化碳变换装置)。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的风电煤制天然气系统作进一步说明。

图1是现有煤制天然气系统的构成及流程图。

图2是本实用新型实施例一风电煤制天然气系统的构成及流程图。

图3是本实用新型实施例二风电煤制天然气系统的构成及流程图。

图4是本实用新型实施例三风电煤制天然气系统的构成及流程图。

具体实施方式

实施例一