【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及lng能源梯级利用领域，具体为一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统及方法。
技术介绍
1、随着我国开始大力提倡并发展清洁能源，同时加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。天然气作为一种易获取的化石能源，具有低碳、安全可靠、单位热值高、排放污染小等优点。
2、液化天然气(liquefied natural gas)简称为lng，是天然气原料经过低温冷冻工艺在-162℃左右所形成的低温液体混合物，在使用前，lng需要先气化，这个过程中lng所蕴含的大量高品位冷能会被释放出来。传统工艺中lng冷能回收利用率普遍较低，冷能利用量也较低。而目前我国的火电厂多以燃煤为主，这会来带大量的二氧化碳排放。同时我国电厂通常把冷却塔作为冷端设备，其工作过程需要消耗大量空气冷能，而冷却塔的工作效果又直接影响着电厂运行的经济性、安全性和稳定性。考虑到lng用量大、冷能释放量也较大，火电厂的生产规模与特点恰恰可以与lng气化工艺过程相匹配。因此，有必要探寻新的技术、系统将lng气化过程与火电厂的生产相结合，提高能源利用率与火电厂生产效率。
3、申请号为202410684188.x，名称为一种集成梯级蓄放热系统的热电联产系统及其运行方法的专利技术专利中，具体包括高温储热罐、中温储热罐、低温储热罐、电动热泵、燃煤锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、汽轮机、凝汽器，发电机等，通过传统热电联产机组耦合三个储热罐，通过电动热泵和锅炉主蒸汽配合消纳多余电力，将储热罐中的工质加热到不同温度等级并储存。不同温度等级的工质可加热
4、专利号为202310563543.3，名称为一种lng冷能利用的储能、碳捕集和空气调节的多功能系统，按lng供应顺序划分，分别包括lng供应单元、碳捕集单元，压缩二氧化碳储能及释能单元，卡琳娜循环发电单元和空气调节单元，lng供应单元依次与碳捕集单元、二氧化碳储能及释能单元、卡琳娜循环发电单元和空气调节单元相连通，且在lng供应单元上分别设有一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器，通过碳捕集系统、二氧化碳储能系统、卡琳娜循环发电系统以及空气调节系统的联合利用，实现了lng冷能的梯级利用，减少了lng冷能的浪费，但是捕集效果存在缺陷，同时没有储能单元，在lng用气低峰期，碳捕集效果无法得到保障。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统及方法，以解决如何利用lng气化过程释放的大量冷能降低火电厂二氧化碳排放量并提高火电厂运行效率的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，包括lng源、低温碳捕集模块、中温冷能储存模块、高温碳捕集模块、冷却塔和海水换热器；
4、所述lng源的输出端连接低温碳捕集模块的输入端，所述低温碳捕集模块的输出端连接中温冷能储存模块的输入端，所述中温冷能储存模块的输出端连接高温碳捕集模块的输入端，所述高温碳捕集模块的输出端连接冷却塔的输入端，所述冷却塔的输出端处设有lng管路温度传感器，且冷却塔的输出端通过lng管路温度传感器后分支设置，其中一支路连接至用户管网；另一支路通过海水换热器连接至用户管网。
5、优选的，低温碳捕集模块包括第一低温换热器、膨胀机、第二低温压缩机和第二低温换热器；
6、所述第一低温换热器的低温侧入口连接lng源的输出端，所述第一低温换热器的低温侧出口连接中温冷能储存模块；
7、所述第二低温压缩机的入口连接火电厂烟气；第二低温压缩机的出口连接第二低温换热器的高温侧入口，第二低温换热器的高温侧出口连接第一低温换热器的高温侧入口；
8、所述第一低温换热器的高温侧出口连接第二低温换热器的低温侧入口，所述第二低温换热器的低温侧出口连接膨胀机的入口，膨胀机的出口连接至高温碳捕集模块。
9、进一步的，低温碳捕集模块还包括第一低温压缩机、低温二氧化碳储罐、干冰收集装置和干冰储存装置；
10、所述干冰收集装置的输入端连接第一低温换热器的输出端，所述干冰收集装置的输出端连接干冰储存装置的输入端，所述干冰储存装置的气体出口连接第一低温压缩机的入口；所述第一低温压缩机的出口连接至低温二氧化碳储罐；所述干冰储存装置与中温冷能储存模块通过循环回路连接，其中循环回路的外表面包覆保温材料，内部设有换热组件。
11、更进一步的，中温冷能储存模块包括中温换热器和冷能储存装置；
12、所述中温换热器的低温侧入口连接第一低温换热器的低温侧出口；所述中温换热器的低温侧出口连接至高温碳捕集模块；
13、所述中温换热器的高温侧入口连接冷能储存装置的输出端，中温换热器的高温侧出口连接冷能储存装置的输入端，形成循环回路；其中循环回路的外表面包覆保温材料，内部设有换热组件；
14、所述冷能储存装置与干冰储存装置通过循环回路连接。
15、更进一步的，高温碳捕集模块包括高温换热器、二氧化碳吸收装置、二氧化碳释放装置、高温二氧化碳储罐和高温压缩机；
16、所述高温换热器的低温侧入口连接中温换热器的低温侧出口；高温换热器的低温侧出口连接冷却塔的入口；
17、所述二氧化碳吸收装置的气体入口连接膨胀机的出口；二氧化碳吸收装置的气体出口连接至烟气处理装置或排出；
18、所述二氧化碳吸收装置的液体入口连接高温换热器的高温侧出口，所述二氧化碳吸收装置液体出口连接二氧化碳释放装置的液体入口，所述二氧化碳释放装置的气体出口连接高温压缩机的入口，所述高温压缩机的出口连接至高温二氧化碳储罐；所述二氧化碳释放装置的液体出口连接高温换热器的高温侧入口。
19、更进一步的，二氧化碳吸收装置的液体入口与高温换热器的高温侧出口之间的管道与冷能储存装置的旁路连接，所述旁路的外表面包裹保温材料，内部设有换热组件。
20、更进一步的，二氧化碳吸收装置的液体入口端设有喷淋装置，用于使二氧化碳的吸收液以液滴的形式在二氧化碳吸收装置内均匀下落。
21、更进一步的，高温压缩机的出口与高温二氧化碳储罐之间的管路贯穿二氧化碳释放装置设置，其中管路内部设有换热组件，用于加热吸收二氧化碳后的富液，以确保二氧化碳释放完全；所述高温压缩机的出口与高温二氧化碳储罐之间的管路的外表面包覆保温材料并在靠近高温压缩机的出口处设有高温温度传感器，用于监测管道内高压二氧化碳流的温度；在靠近高温温度传感器的管路内壁处设有电加热装置。
22、第二方面，本专利技术还提供了一种火电厂碳捕集联合制备干冰本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，包括LNG源(1)、低温碳捕集模块(2)、中温冷能储存模块(3)、高温碳捕集模块(4)、冷却塔(5)和海水换热器(7)；
2.根据权利要求1所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述低温碳捕集模块(2)包括第一低温换热器(201)、膨胀机(204)、第二低温压缩机(205)和第二低温换热器(206)；
3.根据权利要求2所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述低温碳捕集模块(2)还包括第一低温压缩机(202)、低温二氧化碳储罐(203)、干冰收集装置(207)和干冰储存装置(208)；
4.根据权利要求3所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述中温冷能储存模块(3)包括中温换热器(301)和冷能储存装置(302)；
5.根据权利要求4所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述高温碳捕集模块(4)包括高温换热器(401)、二氧化碳吸收装
6.根据权利要求5所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收装置(402)的液体入口与高温换热器(401)的高温侧出口之间的管道与冷能储存装置(302)的旁路连接，所述旁路的外表面包裹保温材料，内部设有换热组件。
7.根据权利要求5所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收装置(402)的液体入口端设有喷淋装置，用于使二氧化碳的吸收液以液滴的形式在二氧化碳吸收装置(402)内均匀下落。
8.根据权利要求5所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，其特征在于，所述高温压缩机(406)的出口与高温二氧化碳储罐(404)之间的管路贯穿二氧化碳释放装置(403)设置，其中管路内部设有换热组件，用于加热吸收二氧化碳后的富液，以确保二氧化碳释放完全；所述高温压缩机(406)的出口与高温二氧化碳储罐(404)之间的管路的外表面包覆保温材料并在靠近高温压缩机(406)的出口处设有高温温度传感器(407)，用于监测管道内高压二氧化碳流的温度；在靠近高温温度传感器(407)的管路内壁处设有电加热装置(405)。
9.一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用系统，包括如下过程：
10.根据权利要求9所述的一种火电厂碳捕集联合制备干冰的LNG冷能综合利用方法，其特征在于，所述低温碳捕集模块(2)的工作温度区间约为-162℃～-100℃；所述中温冷能储存模块(3)工作温度区间约为-100℃～-20℃；所述高温碳捕集模块(4)工作温度区间约为-20℃～0℃；所述冷却塔(5)中天然气温度区间约为0℃～10℃。
...【技术特征摘要】
1.一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，包括lng源(1)、低温碳捕集模块(2)、中温冷能储存模块(3)、高温碳捕集模块(4)、冷却塔(5)和海水换热器(7)；
2.根据权利要求1所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，所述低温碳捕集模块(2)包括第一低温换热器(201)、膨胀机(204)、第二低温压缩机(205)和第二低温换热器(206)；
3.根据权利要求2所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，所述低温碳捕集模块(2)还包括第一低温压缩机(202)、低温二氧化碳储罐(203)、干冰收集装置(207)和干冰储存装置(208)；
4.根据权利要求3所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，所述中温冷能储存模块(3)包括中温换热器(301)和冷能储存装置(302)；
5.根据权利要求4所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，所述高温碳捕集模块(4)包括高温换热器(401)、二氧化碳吸收装置(402)、二氧化碳释放装置(403)、高温二氧化碳储罐(404)和高温压缩机(406)；
6.根据权利要求5所述一种火电厂碳捕集联合制备干冰的lng冷能综合利用系统，其特征在于，所述二氧化碳吸收装置(402)的液体入口与高温换热器(401)的高温侧出口之间的管道与冷能储存装置(302)的旁路连接，所述旁路的外表面包裹...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，梁泓立，伊锦昊，李鹏召，马涛，薛景文，李倩倩，车得福，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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