[发明专利]一种天然气混氢系统

说明书

本发明涉及一种天然气混氢系统，依次设置在氢气输入管道上的氢气气源、氢气调压机构和氢气缓冲罐，氢气调压机构用于调整氢气的供气压力；氢气缓冲罐用于储存氢气并缓冲稳压；依次设置在天然气输入管道上的天然气气源和天然气调压机构，天然气调压机构用于调整天然气的供气压力；混合罐，与氢气输入管道和天然气输入管道的末端相连并连接燃气主管网，用于将输入的氢气和天然气均匀混合后输出到燃气主管网进行输配。通过调压机构分别对输入的氢气和天然气进行调压，使供气压力分别满足混合压力，再经氢气缓冲罐稳压保障混合罐内天然气混氢的顺利进行；避免输氢管网建设即可解决氢气规模化运输的难题，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于天然气混氢技术领域，尤其涉及一种天然气混氢系统。

背景技术

随着社会的发展，以石油、煤炭等化石燃料为主导的一次能源难以满足需求。环境污染、温室效应和化石能源逐渐枯竭，使得寻找新型清洁能源迫在眉睫。氢能是一种清洁的二次能源载体，长期以来受到国内外的广泛关注，其中，安全、高效的氢气运输技术是氢能规模化应用的主要瓶颈之一。管道运氢运量大、成本低，但需建设专用氢气管道。

天然气混氢输氢技术是近年发达国家提出的氢气输送新方案。该技术利用现有的天然气管道设施，避免庞大的输氢管网建设投资，可望解决氢气规模化运输的难题。

氢气和甲烷的来源不同，氢气是二次能源，通过一次能源制取，而天然气是人工开采的化石能源。目前认为用于管道运输的氢气-天然气混合气可通过以下3种形式实现：

1)在天然气管网上游，将生产的氢气与开采的天然气混合后注入。据目前工业国家的天然气管网体量，即使采用氢体积分数较低的混氢天然气，也会产生大量氢气，这将直接带动氢能工业的发展。

2)在天然气管网上游，直接生产氢-甲烷混合气注入，此混合气体可来源于甲烷-水蒸气重整技术生产的氢-甲烷混合气。另外，生物质制氢技术也有望生产氢-甲烷混合气体。

3)在天然气管网覆盖地区，因地制宜地利用各种可再生能源制氢，与管网中气体混合后注入。该方式能够整合多种可再生能源，推动能源清洁化和效益最大化。

但目前的天然气混氢输氢技术普遍存在难以保证混氢均匀性的问题，进而难以确保混合气体的安全输配。

发明内容

本发明的目地在于解决氢气混入天然气管网的技术问题，由调压机构和缓冲设备组成，确保氢气可以安全、均匀地与天然气混合，并确保混合气体得到安全输配。

本发明提供了一种天然气混氢系统，依次设置在氢气输入管道上的氢气气源、氢气调压机构和氢气缓冲罐，所述氢气调压机构用于调整氢气的供气压力；所述氢气缓冲罐用于储存氢气并缓冲稳压；依次设置在天然气输入管道上的天然气气源和天然气调压机构，所述天然气调压机构用于调整天然气的供气压力；混合罐，与所述氢气输入管道和天然气输入管道的末端相连并连接燃气主管网，用于将输入的所述氢气和天然气均匀混合后输出到所述燃气主管网进行输配。

进一步地，还包括设置在所述氢气缓冲罐和混合罐之间的稳压机构。

进一步地，还包括旁路管道，用于连通所述天然气气源的输出端和混合罐的输出端，以及设置在所述旁路管道上的第一阀门，能够在所述氢气气源不输出氢气时，打开所述第一阀门使天然气经所述旁路管道输气。

进一步地，还包括设置在所述氢气输入管道上且位于所述氢气调压机构前端的第一切断阀，能够在所述氢气调压机构故障或氢气输入管道失压时自动关闭。

进一步地，还包括用于连通所述氢气气源和天然气气源的联络管道，以及设置在所述联络管道上的第二阀门，能够打开所述第二阀门并关闭其余阀门实现所述氢气气源和天然气气源的内循环。