[发明专利]生物天然气多模式供能系统及方法

说明书

本发明公开了一种生物天然气多模式供能系统及方法，基于在很多地区和项目上生物天然气发电上网困难和使用量不足的问题，通过内部自用(冷热电)和储能(LNG和储冷储热)结合，实现可以大比率调节不同使用方向和储用比。系统主要结构包括生物天然气发酵设备、多组生物天然气燃气发电机组、生物天然气燃气锅炉、余热锅炉、蒸汽发电机组、用蒸汽设备和工艺线、吸收式制冷设备、蓄冷装置、储热设备、冷却LNG制取设备、生物天然气储存容器、LNG储存容器、脱硫净化设备、烟气净化环保设备和相关泵阀门管道等。

技术领域

本发明涉及生物天然气供能技术领域，具体涉及一种生物天然气多模式供能系统及方法。

背景技术

随着我国对农业用地的集中生产、处理，农村人口的降低以及秸秆燃烧的减少，农业生物质固废产量增加，同时对于畜禽类废弃物的环保处置提高了要求，生物质发酵是现阶段最有效的处置方式。生物质发酵会产生生物天然气，生物天然气是一种非常优质的燃料，但是许多发酵产地和项目远离工业用气用户，产气和用气不平衡，产气直接排放到空气中会导致重大环保问题，因为沼气是相当于21倍二氧化碳更强的温室气体，直接排放会加剧温室效应。规模化发酵项目只有极少数可以通过电力上网保证产气的利用，且能源的综合利用效率不高(燃气发电的效率仅仅有30％多，其余随烟气排放)。

生物天然气一般不能直接进行户用，因此当有大量生物天然气产生时，如果内部不能完全利用，则空燃成为了必然，产生巨大浪费的同时还会有环保问题产生。

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45％左右。

其制造过程是先将天然气净化处理，经一连串超低温液化后产生。液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源。

液化天然气是天然气经压缩、冷却至其凝点(－161.5℃)温度后变成液体，通常储存在－161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。20世纪70年代以来，世界液化天然气产量和贸易量迅速增加，2019年，全球LNG需求同比增长12.5％，达3.59亿吨，全球LNG新增供应量达4000万吨，创下行业新记录，且这些新增供应量被市场消化。

世界上环保先进国家都在推广使用LNG，除了用作发电厂、工厂、家庭用户的燃料外，其中所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶剂及合成醋酸等化工原料；另外其所含的乙烷和丙烷可经裂解而生成乙烯及丙烯，是塑料产品的重要原料。

LNG最大的优势是运输简单运输量大且技术和设备成熟，且其冷能可以在用户侧再次环保利用。

发明内容

针对现有技术中自产电力和自产生物天然气难以对外输出、规模较大的生物天然气难以使用的不足，本发明旨在提供一种生物天然气多模式供能系统及方法，可以不对外输出生物天然气和电力，内部供应冷热电和蒸汽，对外输出LNG，同时还实现了对能源的高效综合利用，发电或者燃烧后的烟气热能被回收再次发电或者制取冷热，节能环保效果显著。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生物天然气多模式供能系统，在设定范围中设置有生物天然气发酵设备、脱硫净化设备、天然气储存容器、生物天然气锅炉、生物天然气燃气发电机组一、生物天然气燃气发电机组二、余热锅炉、蒸汽发电机组、吸收式制冷机、冷却制取LNG设备、LNG储存容器、干冰储存容器、蓄冷装置、生物天然气燃烧器、用冷用户、用热用户、用蒸汽工艺线、高温相变蓄热容器、低温蓄热容器；