[发明专利]一种管道天然气压力能及化学能高效回收装置及方法

权利要求书

1.一种管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，包括：

天然气管道，与上游天然气连接用于输送天然气；

压差发电装置，利用天然气压差发电；

第一换热器，内设有冷媒，用于与压差发电装置发电后的低温天然气换热；

天然气燃料电池；利用降压后的天然气的化学能进行发电；

第二换热器，用于所述的低温天然气和天然气燃料电池发电后产生的热尾气的换热；所述的天然气管道经第二换热器后分别与所述的天然气燃料电池和下游天然气连通。

2.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，还包括控制系统，所述的控制系统用于控制天然气管道内天然气的流量和截止。

3.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，还包括气液分离装置，所述的气液分离装置用于将经过第二换热器的热尾气进行气液分离得到二氧化碳和水。

4.根据权利要求3所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，还包括与所述的气液分离装置连接的储水罐和二氧化碳回收装置，分别用于储存水和二氧化碳，所述的二氧化碳回收装置设有废气排放口。

5.根据权利要求4所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，所述的储水罐与所述的天然气燃料电池连接。

6.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，还包括储能装置，所述的储能装置分别与所述的压差发电装置和天然气燃料电池连接，用于储存电能。

7.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，所述的天然气管道上设有切断阀、止回阀、调流阀和流量计。

8.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，所述的压差发电装置包括膨胀机，所述的膨胀机为透平膨胀机、螺杆膨胀机或涡轮膨胀机。

9.根据权利要求1所述的管道天然气压力能及化学能高效回收装置，其特征在于，所述的天然气燃料电池为质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或固体氧化物燃料电池。

10.一种管道天然气压力能及化学能高效回收方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的装置完成；所述的装置与天然气场站的原调压设备并联；

上游天然气经压差发电装置后通过第一换热器换热，提供冷能，经过第一换热器后再经第二换热器加热后到达天然气燃料电池，天然气燃料电池经发电产生的热尾气经第二换热器与天然气换热后再经气液分离后分别收集水和二氧化碳；压差发电装置和天然气燃料电池与储能装置连接储存电能，水循环使用，用于天然气重整；控制系统用于控制天然气管道内天然气的流量和截止。