[发明专利]天然气压力差能量回收-电解制氢一体化系统

权利要求书

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(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-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(1)的出气端连通设 置，用以对所述高压天然气干线(1)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。

7.一种基于权利要求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S1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％。