甲醇发电系统的制作方法

本实用新型属于发电装置，尤其涉及一种甲醇发电系统。

背景技术：

参见图4，现有的甲醇发电系统包括预混装置3与燃烧做功装置4，通过将甲醇与空气在预混装置3中以预设比例混合，再将混合气输送给燃烧做功装置4，燃烧做功装置4用于使混合气燃烧释放能量，并将所释放的能量转化为电能，从而实现发电。混合气燃烧过程中会产生二氧化碳和蒸汽，这部分烟气没有得到合理的利用。空气分离器工作时，处理过程长，涉及设备较多，大流量处理的时候，需要较长的时间，而且处理过程中对于冷凝程度的控制不便掌握，部分冷凝气体尚未冷凝即被排出。甲醇发电系统中，空气经过空气分离装置2后，所产生的氮气没有进行回收利用，而是全部排空释放，造成一定程度的浪费，也不利于资源的综合利用。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种甲醇发电系统，将空气分离装置排放的氮气进行回收制成液氮，部分用作冷凝介质，其余用于化工产品；通过干冰制造机将二氧化碳制成干冰，进一步提高资源的利用率；有效控制空气分离器的冷凝程度。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种甲醇发电系统，包括预混装置及与其分别连接的甲醇气化装置、空气分离装置和燃烧做功装置，其特征是：所述空气分离装置连接氮气回收装置，所述氮气回收装置包括依次连通的真空储罐、汽化器、缓冲罐、循环压缩机、增压透平膨胀机、后冷却器、主换热器和液氮储罐构成汽化氮气及液氮储存循环回路；其中，真空储罐经过主换热器与缓冲罐连接，后冷却器经过主换热器与液氮储罐连接。

所述氮气回收装置的真空储罐与液氮储罐之间设置电磁阀、主换热器和流量计，并与集成智能控制器连接。

所述空气分离装置包括罐体，所述罐体侧壁上部设有富氧空气出口，侧壁下部设有空气入口，其顶部设有氮气出口和测温管，所述罐体内设有螺旋型分凝器管，节流阀一端与罐体连接，另一端与螺旋型分凝器管连接。

所述燃烧做功装置包括依次连接的锅炉、汽轮机和发电机；所述燃烧做功装置与干冰制造机之间设置冷凝装置，所述冷凝装置的进口连通燃烧做功装置的出口和氮气回收装置的出口，冷凝装置的出口与干冰制造机连通。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型将空气分离装置产生的氮气进行回收，收集制作的液氮，部分用作冷凝介质，其余可用于化工生产；通过干冰制造机将二氧化碳制成干冰，进一步提高资源的利用率。空气分离装置单独设置测温管，可对壳体内的冷凝环境温度进行监控，避免了因冷凝不足造成的分离效果差的问题，提高了分离的操作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接框图；

图2是图1中氮气回收装置的结构示意图；

图3是图1中空气分离器的结构示意图。

图4是现有技术的甲醇发电系统的结构连接框图。

图中：1—甲醇气化装置；2—空气分离装置；21—空气入口；22—螺旋型分凝器管；23—罐体；24—节流阀；25—测温管；26—氮气出口；27—富氧空气出口；3—预混装置；4—燃烧做功装置；41—锅炉；42—汽轮机；43—发电机；5—氮气回收装置；51—真空储罐；52—汽化器；53—缓冲罐；54—循环压缩机；55—增压透平膨胀机；56—后冷却器；57—主换热器；58—液氮储罐；59—流量计；510—电磁阀；511—集成智能控制器；6—冷凝装置；7—干冰制造机。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：详见附图1、2，本实施例提供了一种甲醇发电系统，包括甲醇气化装置1、空气分离装置2、预混装置3、燃烧做功装置4、氮气回收装置5、冷凝装置和干冰制造机，所述空气分离装置连接氮气回收装置5，所述氮气回收装置包括依次连通的真空储罐51、汽化器52、缓冲罐53、循环压缩机54、增压透平膨胀机55、后冷却器56、主换热器57和液氮储罐58构成汽化氮气及液氮储存储存循环回路，其中，真空储罐经过主换热器与缓冲罐连接，后冷却器经过主换热器与液氮储罐连接。汽化氮气及液氮储存循环回路将空气分离器出来的氮气通过真空保温管道送至真空储罐51收集并保温；在启动阶段，真空储罐中的低温氮气经管路进入汽化器52汽化至常温，然后送入缓冲罐53和循环压缩机54进行压缩；将进入缓冲罐53的汽化氮气，经循环压缩机54吸入并压缩至1.1MPa，经后冷却器56进入增压透平膨胀机55进行增压，增压后的压缩气体分为两路，大部分气体进入主换热器57的冷箱与反流气体换热，冷却至140k左右(K为开氏温度单位)，再次进入增压透平膨胀机55膨胀制冷，膨胀后的氮气经由主换热器57复热返回循环压缩机54前的缓冲罐53进入下一个制冷循环；同时，另外一部分氮气经主换热器57冷却液化，节流后一部分作为液氮产品送出主换热器57的冷箱，进入液氮储罐58。氮气回收装置中，真空储罐51和缓冲罐53上安装有压力表，液氮储罐58为真空绝热槽，液氮储罐58上安装有液位计。真空储罐51与液氮储罐58的连接管道上设置电磁阀510、主换热器57和流量计59，并与集成智能控制器511连接。氮气回收装置采用集成智能控制器511控制整个装置的运行，通过监控流量计的流量数据，控制氮气输入泵、主换热器的转速和电磁阀的开度，以此来控制氮气的液化程度，实现系统的自动化。由于液氮在汽化时，会从周围环境中吸收大量的热，使得温度降低，可以用作冷凝装置的冷凝介质。其余部分可用于化工生产。所述氮气回收装置的真空储罐与液氮储罐之间设置电磁阀、主换热器和流量计，并与集成智能控制器连接。

所述燃烧做功装置4包括依次连接的锅炉41、汽轮机42和发电机43；所述燃烧做功装置4与干冰制造机7之间设置冷凝装置6，所述冷凝装置的进口与所述燃烧做功装置的发电机以及氮气回收装置的出口连接，所述冷凝装置的出口连接有干冰制造机。甲醇与氧气在燃烧做功装置中发生燃烧反应产生电能的同时还会产生烟气。通过冷凝装置6和干冰制造机7将甲醇与氧气燃烧所产生的烟气收集起来，能够实现“零”排放，有利于环境保护，对烟气进行回收利用。在所述燃烧做功装置4与所述干冰制造机7之间设置的冷凝装置6，其冷凝介质为氮气回收装置5制成的液氮。通过冷凝装置，既可以对热量进行回收，又能够将烟气中的水蒸气冷凝为水，提高资源的利用率。

所述预混装置3一端连接甲醇气化装置和空气分离装置，另一端连接燃烧做功装置的锅炉，用于甲醇与氧气以预设比例混合。其中甲醇气化装置和空气分离装置，使得甲醇和氧气的浓度提高了，从而使得混合气在燃烧做功装置反应更充分。

详见附图3，本实施例的优选方案是所述空气分离装置2包括罐体23，所述罐体侧壁上部设有富氧空气出口，侧壁下部设有空气入口，其顶部设有氮气出口和测温管，所述罐体内设有螺旋型分凝器管，节流阀一端与罐体连接，另一端与螺旋型分凝器管连接。

空气分离装置2的罐体连接空气入口21、罐体23、节流阀24、测温管25、氮气出口26和富氧空气出口27。所述罐体内设有螺旋型分凝器管22。空气进入螺旋型分凝器管22，在管内被冷却，冷凝的液体沿管壁流下汇集于底部釜中。不凝气体则上升到分凝顶部，可获得摩尔分数90％以上的氮气。釜液经节流阀24后进入管间蒸发，以冷却管内的空气。釜液蒸发后富氧空气出口27引出，即为富氧空气。由于蒸发液在螺旋型分凝器管22中由下至上随着蒸发的过程吸热升温，达到一定的温度后不能起到良好的冷凝效果，所以为了蒸发液保证最高温度时仍在正常工作温度内，本实施例中，所述的测温管25设于罐体顶部。空气通过空气分离装置分离为氧气与氮气，这样能够避免在燃烧过程中产生氮氧化物，从而能够减少氮氧化物的排放，减少大气污染，利于环境保护。

甲醇发电系统的甲醇气化装置1，通过气化设备气化甲醇；空气分离装置2的氧气出口与空气进口连通；预混装置3一端连接甲醇气化装置和空气分离装置，另一端连接燃烧做功装置的锅炉，用于甲醇与氧气以预设比例混合；燃烧做功装置4的入口与预混装置的出口连通，燃烧做功的出口与冷凝装置的入口连通，用于使氧气与甲醇燃烧，所产生的能量转化为电能；氮气回收装置5一端与空气分离装置的出口连通，另外一端与冷凝装置连通；冷凝装置6的入口连通燃烧做功装置的出口和氮气回收装置的出口，冷凝装置的出口与干冰制造机7连通。

上述参照实施例对该一种甲醇发电系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。