一种调峰用制氢固碳的LNG气化系统及其工作方法

技术特征：
1.一种调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，包括空分系统(1)、热解系统(2)、循环制氢系统(3)、氢液化系统(4)以及浸没式燃烧气化器(5)；所述空分系统(1)包括进口与空气连通的多级压缩机(12)，所述多级压缩机(12)的出口连接至多股流换热器(13)的第二换热管进口(ba)，多股流换热器(13)的第二换热管出口(bb)与第一精馏塔(14)进口相连，第一精馏塔(14)塔顶出口与多股流换热器(13)的第一换热管进口(aa)相连，多股流换热器(13)的第一换热管出口(ab)与外界相连，lng进口处并联有两路管路，第一路经第一球阀(16)与浸没式燃烧气化器(5)的第一进口相连，第二路经第二球阀(17)与多股流换热器(14)的第四换热管进口(da)相连，多股流换热器(14)的第四换热管出口(db)与第一三通阀(18)的进口相连，第一三通阀(18)的第一出口与热解系统(2)相连，第一三通阀(18)的第二出口与浸没式燃烧气化器(5)的第二出口处管路汇合后共同连接至外界天然气传输管网；所述热解系统(2)包括与多股流换热器(13)的第三换热管出口(cb)连接的热解炉(21)，上端进口与第一三通阀(18)的第一出口连接的第一换热器(23)，第一换热器(23)的下端出口与热解炉(21)的第二进口相连，热解炉(21)的出口(21a)与第一换热器(23)的左端进口相连，第一换热器(23)的右端出口与循环制氢系统(3)相连；所述循环制氢系统(3)包括第一换热器(23)，所述第一换热器(23)的右端出口与第一混合器(31)的第一进口相连，第一混合器(31)的出口与第二换热器(32)的左端进口相连，第二换热器(32)的右端出口与第三换热器(33)的左端进口相连，第三换热器(33)的右端出口与气液分离罐(38)的进口相连，气液分离罐(38)的气相出口与第四换热器(39)的下端进口相连，第四换热器(39)的上端出口与第一压缩机(310)的进口相连，第一压缩机(310)的出口与第二精馏塔(311)的进口相连，第二精馏塔(311)的塔顶出口与冷凝器(312)的壳侧进口相连，冷凝器(312)的气相出口与氢液化系统(4)相连，冷凝器(312)的液相出口与第二精馏塔(311)的右上方出口处管路汇合后共同连接至第四换热器(39)的右端进口，第二精馏塔(311)的塔底出口与外界液化二氧化碳储存系统相连，第四换热器(39)的左端出口与第三换热器(33)的上端进口相连，第三换热器(33)的下端出口与第二混合器(35)的第一进口相连，气液分离罐(38)的液相出口与第二换热器(32)的上端进口相连，第二换热器(32)的下端出口与外界补充水入口处管路汇合后共同连接至第二混合器(35)的第二进口，第二混合器(35)的出口与转化炉(37)的进口相连，转化炉(37)的出口与第一混合器(31)的第一进口相连；氢液化系统包括与所述冷凝器(312)的气相出口连接的第二压缩机(42)，第二压缩机(42)的出口与第五换热器(43)右端进口相连，第五换热器(43)的左端出口与第三压缩机(45)的进口相连，第三压缩机(45)的出口与第六换热器(47)的上端进口相连，第六换热器(47)的下端出口与液氢储罐(49)的进口相连，液氢储罐(49)的出口与浸没式燃烧气化器(5)的第二进口相连，外界制冷剂进口与冷凝器(312)的管侧进口相连，冷凝器(312)的管侧出口与第五换热器(43)的下端进口相连，第五换热器(43)的上端出口与外界制冷剂出口相连，氦制冷机(48)出口与第六换热器(47)的左端进口相连，第六换热器(47)的右端出口与氦制冷机(48)的进口相连。2.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，所述第一三通阀(18)的第二出口经第八单向阀(110)与浸没式燃烧气化器(5)的第二出口处管路汇合后
共同连接至外界天然气传输管网；空气依次经第一单向阀(11)和第一过滤器(19)与多级压缩机(13)相连；第一球阀(16)与浸没式燃烧气化器(5)所连管路中设有第十单向阀(111)；第二混合器(35)的出口经第五单向阀(36)与转化炉(37)的进口相连；lng进口处管路设置有第二单向阀(15)。3.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，所述多股流换热器(13)的第三换热管出口(cb)经第三单向阀(22)与热解炉(21)的第一进口相连。4.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，所述第一换热器(23)的下端出口经第十一单向阀(24)与热解炉(21)的第二进口相连。5.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，所述外界补充水出口经第四单向阀(34)与第二过滤器(313)连接，第二过滤器(313)与第二换热器(32)的下端出口处管路汇合后共同连接至第二混合器(35)的第二进口。6.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，所述冷凝器(312)的气相出口经第六单向阀(41)与第二压缩机(42)的进口相连。7.根据权利要求1所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，第五换热器(43)的左侧出口经第七单向阀(44)与第三压缩机(45)的进口相连，第三压缩机(45)的出口经第三球阀(46)与第六换热器(47)的上端进口相连。8.根据权利要求6所述的调峰用制氢固碳的lng气化系统，其特征在于，液氢储罐(49)的出口依次经第九单向阀(410)和第四球阀(411)与浸没式燃烧气化器(5)的第二进口相连。9.一种如权利要求1-8任一项所述的一种调峰用制氢固碳的lng气化系统的工作方法，其特征在于，包含两种工作模式：模式一：气化谷值时，关闭第一球阀(16)和第四球阀(411)，打开第二球阀(17)，使所有lng全部进入多股流换热器(13)内；lng对高压空气降温后经第一三通阀(18)分流，一部分天然气第八单向阀(110)后，直接引至天然气外输管网进行外输；另一部分天然气依次经过热解系统、循环制氢系统和氢液化系统制氢，制取到的液氢通过液氢储罐(49)进行储存，外输或备用，调节第一三通阀(18)，控制天然气进入两路管路的比例，来控制天然气外输或进入热解系统和循环制氢系统的比例；模式二：气化峰值时，关闭第二球阀(17)，打开第一球阀(16)和第四球阀(411)，所有lng全部进入浸没式燃烧气化器(5)内，液氢储罐(49)内的液氢通过第四球阀(411)进入浸没式燃烧气化器(5)内燃烧放热，lng吸收燃烧热气化后进入天然气外输管网外输。

技术总结
本发明公开了一种调峰用制氢固碳的LNG气化系统及其工作方法。所述气化系统包括空分系统、热解系统、循环制氢系统、氢液化系统以及浸没式燃烧气化器。本发明的系统将气化谷值下的部分LNG气化，在空分系统中利用LNG的冷能对空气进行液化分离，得到富氧空气。LNG气化为甲烷后和富氧空气进入热解系统和循环制氢系统制取氢气和液态二氧化碳，然后在氢液化系统中制取液氢并收集，收集得到的液氢既可以作为能源外输，又可以在天然气气化调峰时，输送至浸没式燃烧气化器内作为燃料使用。本发明可以很好适应供气波动，使得气化站可以连续稳定的供气。气。气。


技术研发人员：蒋庆峰 宋肖 万世卿 段文青 冯国增 郭霆 冯汉升 陈育平
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/15