[发明专利]天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统

权利要求书

1.一种天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统，设置在高压天然气 干线(1)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-液氧制备一体化系统包括天然气压力差能量回收装置、发电装置(5)和 电解水制氧装置(6)；

所述天然气压力差能量回收装置包括膨胀机单元(3)和换热装置(4)；所 述膨胀机单元(3)的进气端与所述高压天然气干线(1)的出气端连通设置， 以对所述高压天然气干线(1)输出的常温高压天然气进行膨胀降压形成低温低 压天然气；所述换热装置(4)与所述膨胀机单元(3)的出气端连通设置，以 将所述低温低压天然气进行预热后形成常温低压天然气，所述常温低压天然气 输入所述低压天然气支线(2)；

所述发电装置(5)与所述膨胀机单元(3)的动力输出端连接设置，以将 所述膨胀机单元(3)输出的机械功转化为电能；

所述电解水制氧装置(6)与所述发电装置(5)连接设置，以利用所述发 电装置(5)输出的电能电解水制得高纯氧气。

2.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统， 其特征在于，与所述电解水制氧装置(6)还依次连接设置用以对制得氧气进行 第一次预冷的预冷器(7)和用以对第一次预冷后氧气进行压缩增压制得常温高 压氧气的压缩机(8)，所述高压氧气输入所述换热装置(4)，以利用所述低温 低压天然气对所述常温高压氧气进行第二次预冷得到低温高压氧气，所述低温 高压氧气经节流阀(9)节流膨胀后得到液氧。

3.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统， 其特征在于，所述膨胀机单元(3)为单级膨胀机。

4.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统， 其特征在于，所述膨胀机单元(3)包括串联设置的一级膨胀机(31)和二级膨 胀机(32)。

5.根据权利要求4所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统， 其特征在于，所述一级膨胀机(31)和所述二级膨胀机(32)之间设置过滤装 置(33)，所述过滤装置(33)包括脱水单元和脱二氧化碳单元，先利用所述一 级膨胀机(31)对所述常温高压天然气进行一次膨胀降压形成降温降压天然气； 再利用所述过滤装置(33)对所述降温降压天然气进行脱水和脱二氧化碳后形 成干澡净化的降温降压天然气，之后再将干燥净化的降温降压天然气输入所述 二级膨胀机(32)进行二次膨胀降压形成干燥净化的低温低压天然气。

6.根据权利要求4或5所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系 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。

7.根据权利要求1所述的天然气压力差能量回收-液氧制备一体化系统， 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。

8.一种基于权利要求1所述系统的天然气压力差能量回收-电解制氧一体 化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：先利用所述膨胀机单元(3)对所述高压天然气干线(1)输出的常温 高压天然气进行膨胀降压，形成低温低压天然气；再利用所述换热装置(4)对 所述低温低压天然气进行预热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)；

S2：之后利用所述发电装置(5)将所述膨胀机单元(3)输出的机械功转 化为电能；

S3：最后利用所述电解水制氧装置(6)将所述发电装置(5)输出的电能 电解水制得高纯氧气。

9.根据权利要求8所述的天然气压力差能量回收-电解制氧一体化工艺， 其特征在于，所述高纯氧气依次进行第一次预冷、压缩增压、第二次预冷、节 流膨胀后制得液氧。