LNG冷能回收及綜合利用技術(shù)

1、 （liquefied natural gas，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱LNG） 將天然氣經(jīng)過脫水、脫酸、去除重?zé)N后降溫液將天然氣經(jīng)過脫水、脫酸、去除重?zé)N后降溫液 化成低溫液體（常壓下飽和溫度約為化成低溫液體（常壓下飽和溫度約為-16-1622），主），主 要成分為甲烷。要成分為甲烷。 密度約為密度約為426426kg/mkg/m3 3 體積約為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積約為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/6201/620 使用時(shí)，使用時(shí)，LNG需重新轉(zhuǎn)化為常溫氣體，溫度由需重新轉(zhuǎn)化為常溫氣體，溫度由 -162復(fù)溫至常溫，大量的可用冷能釋放出來，復(fù)溫至常溫，大量的可用冷能釋放出來， 其值大約是其值大約是837kJ/kg LNG。 1

2、噸噸LNG經(jīng)換熱重新氣化在理論上可利用的冷經(jīng)換熱重新氣化在理論上可利用的冷 量約為量約為250kW.h。對(duì)于一座年接收能力為。對(duì)于一座年接收能力為300萬噸萬噸 LNG的接收終端，年可利用冷能達(dá)的接收終端，年可利用冷能達(dá)7.5億億kW.h。 數(shù)據(jù)來源：規(guī)劃總院數(shù)據(jù)來源：規(guī)劃總院 在建在建LNG接收站接收站 地下儲(chǔ)氣庫 已建管線 規(guī)劃規(guī)劃LNG接收站接收站 中國(guó)中國(guó)LNGLNG接收終端規(guī)劃分布圖接收終端規(guī)劃分布圖 4 如何合理利用這些制冷量是一個(gè)影響如何合理利用這些制冷量是一個(gè)影響經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益 的重要問題。的重要問題。 4 大型大型LNG接收終端在接收終端在LNG氣化時(shí)若不采取冷能氣化時(shí)若不

3、采取冷能 回收措施，則需要通過大量的海水進(jìn)行熱交換，回收措施，則需要通過大量的海水進(jìn)行熱交換， 低溫海水向海中排放，還會(huì)影響到局部海域的低溫海水向海中排放，還會(huì)影響到局部海域的 生態(tài)平衡，造成生態(tài)平衡，造成冷污染冷污染。 4 利用利用LNGLNG冷能的方法可分為冷能的方法可分為直接利用直接利用和和間接利用間接利用 間接應(yīng)用溫度/oC直接應(yīng)用 10 低溫飼養(yǎng)和培育 0 低溫除鹽 儲(chǔ)存及運(yùn)輸冷凍食品 -20 冷庫 -40 低溫發(fā)電 -60 生產(chǎn)液態(tài) CO2 （干冰溫度）-80生產(chǎn)干冰 食品冷凍-100 冷凍粉碎食品 -120 粉碎塑料和橡膠 -140 粉碎廢棄的汽車和家電 -160 （LNG） -

4、180 空氣分離 高溫超導(dǎo) （液氮溫度） -200 LNGLNG冷量利用場(chǎng)合冷量利用場(chǎng)合 調(diào)整熱值調(diào)整熱值 冷量利用冷量利用 提高經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益 開架式氣化器 浸燃式氣化器 C01 C02 E1 E2 E8 P1 P2 E9 V1 去輸氣管線 LNG P3 T1 T2 去燃料線 圖1 利用LNG冷量進(jìn)行輕烴回收流程簡(jiǎn)圖 低溫聯(lián)合發(fā)電是目前低溫聯(lián)合發(fā)電是目前LNG冷能回收利用的重冷能回收利用的重 要方式，技術(shù)較為成熟。要方式，技術(shù)較為成熟。 4天然氣直接膨脹發(fā)電 4朗肯循環(huán)發(fā)電 4LNG燃?xì)廨啓C(jī)冷量綜合利用發(fā)電 4 天然氣直接膨脹發(fā)電天然氣直接膨脹發(fā)電 v 循環(huán)過程簡(jiǎn)單，所需設(shè)備少。 v

5、LN G的低溫冷能沒有充分利用 v 1噸LN G的發(fā)電量約為20 kWh 左右 低溫朗肯循環(huán)發(fā)電裝置流程圖低溫朗肯循環(huán)發(fā)電裝置流程圖 1渦輪機(jī) 2減速器 3發(fā)電機(jī) 4天然氣加熱器 5丙烷蒸發(fā)器 6丙烷泵 7LNG蒸發(fā)器 4朗肯循環(huán)發(fā)電朗肯循環(huán)發(fā)電 4組合循環(huán)發(fā)電組合循環(huán)發(fā)電 4 LNG燃?xì)廨啓C(jī)冷量綜合利用發(fā)電系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)冷量綜合利用發(fā)電系統(tǒng) 空分工廠在制造液氮、液氧和液氬時(shí)，通常低溫環(huán)境 由電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械制冷產(chǎn)生，液化1m3空氣大約需要 1766kJ的冷能，產(chǎn)生這些冷能需要大量的電力。 空分裝置中利用LNG冷能是技術(shù)上最合理的方式 利用LNG汽化時(shí)提供的冷能來冷卻空氣，不但使所需 能耗大幅度降

6、低，而且使空分系統(tǒng)的流程簡(jiǎn)化， 設(shè)備減少。 空氣液化裝置流程圖空氣液化裝置流程圖 1過濾器；2壓縮機(jī)；3凈化器；4、10換熱器；5主精餾塔；6氬凈化器；7氫罐； 8氬塔；9循環(huán)氮壓縮機(jī)；11天然氣加熱器；12液氬貯槽；13液氮貯槽；14液氧貯槽。 4 與普通的生產(chǎn)工藝比較，電力消耗可節(jié)省50%以上，冷卻水的節(jié)約量超過70%。 利用LNG的冷能，很容易獲得冷卻和液化 CO2所需要的低溫。與傳統(tǒng)的CO2液化工藝相 比，制冷設(shè)備的負(fù)荷大為減少，電耗也降為原 來的30%40%。 圖5 LNG冷能回收用于汽車?yán)洳剀囀疽鈭D 1-氣體發(fā)動(dòng)機(jī)；2-加熱器；3-控制閥；4-LNG儲(chǔ)液罐；5-冷凍貨物；6-熱交換器 小轎車 公交車 重型卡車 關(guān)鍵技術(shù)：大溫差換熱、供冷調(diào)節(jié) 區(qū)域冷、熱、電聯(lián)供 低溫冷庫與食品冷凍 蓄冷 低溫破碎與粉碎 LNG中蘊(yùn)藏著大量的冷能，通過特定的工藝與裝置， 可將LNG的冷量有效進(jìn)行回收，合理地應(yīng)用于空分、發(fā)電、 制造干冰、低溫冷庫、汽車?yán)洳亍⑵嚳照{(diào)等生產(chǎn)、生活 的各個(gè)領(lǐng)域，可以節(jié)約大量的電力資源。 我國(guó)深圳大鵬LNG接收終端站已經(jīng)投產(chǎn)