一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统的制作方法

本发明属于煤制气领域，涉及一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统。

背景技术：

1、煤制天然气通常指采用已开采原煤，经过气化工艺来制造合成天然气(syntheticnatural gas,sng)。

2、在我国，具有丰富的煤炭资源，在煤炭产地完成煤制天然气可以减少煤炭运输以及减少煤炭燃烧造成的空气污染。

3、在当前技术中，煤制天然气的工艺中需要大量氢气；当前技术中，氢气制取一般采用电解水工艺，为确保氢气生产量和成本，电解水制取氢气对电量需求大、价格低。

4、我国具有丰富的风电、光电资源，风电和光电受自然条件影响，存在发电不稳定、电力稳定性差的问题，因此需要经过整流、变压、逆变等手段处理后上传至电网，造成风电和光电的成本上涨以及处理过程中电量大量损失。

技术实现思路

1、为克服上述相关技术中的缺陷，本发明提出一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统；能够合理利用可再生能源，使煤制天然气系统和光电和/或风电系统的缺陷互补，降低生成成本，提高产品竞争力。

2、本发明的一些实施例提供一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统。所述的一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统包括：热电联产单元、煤气制备单元、氢气制备单元和天然气制备单元。其中，所述热电联产单元被配置为提供过热蒸汽。煤气制备单元与所述热电联产单元连通，所述煤气制备单元被配置为接收自所述热电联产单元的过热蒸汽，并生成煤气。氢气制备单元采用风电和/或光电进行电解水生成氢气。天然气制备单元与所述煤气制备单元和所述氢气制备单元连通，所述天然气制备单元被配置为：接收来自煤气制备单元的煤气和来自所述氢气制备单元的氢气并生成天然气。

3、优选地，所述热电联产单元包括蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉采用化石能源，所述蒸汽锅炉还与所述煤气制备单元连通。所述煤气制备单元还包括汽化炉、冷却装置和低温甲醇洗装置，所述过热蒸汽和所述蒸汽锅炉的部分尾气进入所述汽化炉并生成氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气，并将生成的气体依次导入所述冷却装置和所述低温甲醇洗装置。所述煤气制备单元还包括co2捕集装置，所述co2捕集装置与所述低温甲醇洗装置的排气口连通，所述co2捕集装置被配置为：采集来自所述低温甲醇洗装置排放的气体，并收集低温甲醇洗装置排放气体中的二氧化碳。co2捕集装置还与所述天然气制备单元连通，所述天然气制备单元还被配置为：接收来自所述co2捕集装置的二氧化碳，并与氢气反应生成天然气。

4、优选地，所述天然气制备单元包括：第一甲烷化反应器和第二甲烷化反应器。其中，所述第一甲烷化反应器与所述煤气制备单元、所述氢气制备单元连通，所述第一甲烷化反应器接收煤气和氢气后生成天然气。所述第二甲烷化反应器与所述co2捕集装置、所述氢气制备单元连通，所述第二甲烷化反应器接收co2和氢气后生成天然气。

5、优选地，所述co2捕集装置还与外界连通，所述co2捕集装置和外界连通的管路上设置有第一阀门，所述co2捕集装置和所述第二甲烷化反应器连通的管路上设置有第二阀门。所述第一阀门和所述第二阀门联动设置，使所述第一阀门和所述第二阀门的流量总和保持稳定。

6、优选地，所述氢气制备单元还包括：电解槽、氢气储存罐，所述电解槽与所述氢气储存罐连通，所述电解槽产生的氢气导引至所述氢气储存罐内，所述电解槽、所述氢气储存罐之间的管路上设置有气体流量传感器。所述第二阀门的控制器还与所述气体流量传感器电连接，所述第二阀门的开启幅度与所述气体流量传感器的数值成反比。

7、本发明的有益效果在于：

8、本发明采用氢气制备单元，可以采用风电或光电进行电解水制氢，可以减少对风电或光电的处理，实现低价、高效利用风电或光电，进一步增加煤制天然气的产品竞争力。

9、本发明采用风电或光电，基于风电或光电的不稳定性，本发明还采用第一甲烷化反应器和第二甲烷化反应器，第二甲烷化反应器可以根据风电或光电对制氢的产量影响，调整制取天然气的生产速度，实现煤制天然气系统与新能源系统之间的耦合。

技术特征：

1.一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统，其特征在于，所述热电联产单元包括蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉采用化石能源，所述蒸汽锅炉还与所述煤气制备单元连通；

3.根据权利要求2所述的一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统，其特征在于，所述天然气制备单元包括：

4.根据权利要求3所述的一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统，其特征在于，所述co2捕集装置还与外界连通，所述co2捕集装置和外界连通的管路上设置有第一阀门，所述co2捕集装置和所述第二甲烷化反应器连通的管路上设置有第二阀门；

5.根据权利要求4所述的一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统，其特征在于，所述氢气制备单元还包括：电解槽、氢气储存罐，所述电解槽与所述氢气储存罐连通，所述电解槽产生的氢气导引至所述氢气储存罐内，所述电解槽、所述氢气储存罐之间的管路上设置有气体流量传感器；

技术总结本发明属于煤制气领域，涉及一种煤制天然气与新能源耦合的能源供应系统；能够合理利用可再生能源，使煤制天然气系统和光电和/或风电系统的缺陷互补，降低生成成本，提高产品竞争力；技术方案包括：热电联产单元、煤气制备单元、氢气制备单元和天然气制备单元；其中，所述热电联产单元被配置为提供过热蒸汽；煤气制备单元与所述热电联产单元连通，所述煤气制备单元被配置为接收自所述热电联产单元的过热蒸汽，并生成煤气；氢气制备单元采用风电和/或光电进行电解水生成氢气；天然气制备单元与所述煤气制备单元和所述氢气制备单元连通，所述天然气制备单元被配置为：接收来自煤气制备单元的煤气和来自所述氢气制备单元的氢气并生成天然气。技术研发人员：王二成,张永峰,马俊,薛蛟,胡海,马宏伟,王书君,毕诗琦,杜阮受保护的技术使用者：内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18