LNG冷能利用介紹課件

LNG冷能利用技術LNG冷能利用介紹課件一、LNG冷能利用原理及分析二、LNG冷能利用的方式三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀四、LNG冷能利用的前景五、山東LNG冷能利用淺析一、LNG冷能利用原理及分析一、LNG冷能利用原理及分析 1、LNG冷能的概念 2、LNG冷能的特點 3、LNG冷能利用的概念及意義 4、LNG冷能利用過程 5、?經濟學分析方法一、LNG冷能利用原理及分析-4-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析1、LNG冷能的概念

冷能，是指在常溫環(huán)境中，自然存在的低溫差低溫熱能，實際上指的是在自然條件下，可以利用一定溫差所得到的能量。根據(jù)工程熱力學原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱之為冷能。能量守恒熱量/冷量與溫度的關系LNG可用冷能分布（P=9.5MPa）

在LNG氣化過程中，約能產生870kJ/kg的低溫能量。目前，這種冷能大部分被釋放到海水中。可惜-4-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析1-5-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析2、LNG冷能的特點低溫和產生低溫所需要動力的關系冷卻溫度與設備資金投入的關系曲線溫度與LNG冷能的關系曲線LNG冷能?隨環(huán)境溫度的變化LNG冷能?隨系統(tǒng)壓力的變化LNG冷能?隨甲烷摩爾分數(shù)的變化-5-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析2-6-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析3、LNG冷能利用的概念及意義

冷能利用主要是依靠LNG與周圍環(huán)境（如空氣、海水）之間存在的溫度和壓力差，將高壓低溫的LNG變?yōu)槌撼氐奶烊粴鈺r，回收儲存在LNG中的能量。LNG工業(yè)近幾年的發(fā)展非常迅速，世界上LNG的生產應用以年均20%的速度增長，探索LNG冷能利用意義重大、前景廣闊。從節(jié)能環(huán)保和經濟效益角度出發(fā)，冷能利用也具有重大意義。我國首個LNG冷能空分項目（莆田）低溫凍干生產線抗生素等高效藥物低溫合成、脫水食品生產-163℃的LNG蘊含大量的高品位冷能，用途極廣-6-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析3-7-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析4、LNG冷能利用過程LNG冷能利用示意圖LNG接收站工藝流程5、?經濟學分析方法——LNG冷能利用規(guī)劃基礎綜合考慮實際工藝系統(tǒng)的效費關系，是一個工藝與設備費用平衡的論題，“技術經濟優(yōu)化是評價一切節(jié)能措施的判據(jù)”。?經濟學在適應于能量系統(tǒng)分析的學科，為解決價格估算、工廠設計優(yōu)化、故障診斷等領域問題提供了不同方法。?經濟學的特點是依據(jù)?含量而賦予能量流一定的價值,結合價值平衡思想,估算能量在轉換與傳遞過程中價值的變化,最終以經濟效益為尺度科學地評價過程用能的熱力學完善性及現(xiàn)實合理性。?平衡方程與費用平衡方程構成了?經濟學分析優(yōu)化的基礎,優(yōu)化目標函數(shù)的煙經濟化,可兼顧能量利用的經濟性和合理性,亦即通過能耗費用與設備投資費用的權衡,可以使得總費用最小。-7-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析4二、LNG冷能利用的方式

LNG冷能利用的兩種方式

按利用LNG冷能的過程可分為：直接利用（低溫發(fā)電、低溫空分、輕烴回收、冷凍倉庫、制造液化CO2、海水淡化、空調和低溫養(yǎng)殖、栽培等）間接利用（用空分后的液氮、液氧、液氬來低溫破碎,冷凍干燥、低溫干燥、低溫制藥、水和污染物處理及冷凍食品等）二、LNG冷能利用的方式LNG冷能利用的兩種方式直接利用二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

1、利用LNG冷能發(fā)電

2、空氣分離

3、制取液態(tài)CO2或干冰

4、冷凍或冷藏倉庫

5、海水淡化

6、汽車空調和汽車冷藏車 7、制冰及中央空調冷源二、LNG冷能利用的方式（直接利用）-10-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）1、利用LNG冷能發(fā)電（1）直接膨脹法

將LNG壓縮為高壓液體，然后通過換熱器被海水加熱到常溫狀態(tài)，再通過透平膨脹對外做功。特點：原理簡單，效率低，冷能回收率僅24%，僅利用壓利?。（2）二次媒體法(中間載熱體的朗肯循環(huán))

將LNG通過冷凝器把冷能轉化到某一冷媒上，利用LNG與環(huán)境之間的溫差，推動冷媒進行蒸汽動力循環(huán)，從而對外做功。特點：單一工質（純甲烷或乙烯）：冷能回收效率18%?；旌瞎べ|（碳氫化合物混合物）：冷能回收效率36%（因LNG溫度變，混合工質可覆蓋更大溫度范圍，但不穩(wěn)定）。（3）聯(lián)合法

日本普遍采用，冷能回收效率50%左右。（日本LNG約70％發(fā)電，30％民用）二次媒介法直接膨脹法太陽能作為高溫熱源-10-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-11-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）-11-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-12-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）（4）布雷敦循環(huán)（氣體動力循環(huán)）

利用冷能來冷卻壓縮機進口氣體,可使裝置熱效率顯著提高。（5）燃氣輪機利用方法（冷卻介質）

降低燃氣輪機入口空氣溫度，顯著提高循環(huán)做功和做工效率。注意冷卻溫度須嚴格控制在0℃以上,以防止水蒸氣凍結在冷卻器表面。（6）混合動力循環(huán)

以氨水為工質的朗肯循環(huán)、燃氣動力循環(huán)和液化天然氣循環(huán)組成的混合動力循環(huán)系統(tǒng)，用于液化天然氣冷能回收。-12-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-13-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）國內首個使用LNG的發(fā)電機組——深圳美視電力LNG發(fā)電機組已于2006年正式投入商業(yè)運行（配套大鵬LNG）國內首座全天然氣發(fā)電廠——深圳市東部電廠2008年初建成投產（配套大鵬LNG）大鵬LNG配套惠州、前灣、珠江、美視、東部五座電廠（燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組）（7）溫差發(fā)電和動力裝置聯(lián)合回收系統(tǒng)

利用LNG與海水的溫差或與工業(yè)廢氣之間的溫差，設置動力循環(huán)系統(tǒng)，將冷能轉化為電能。將溫差發(fā)電器與LNG的動力裝置聯(lián)合應用，其設備簡單、運行穩(wěn)定，轉化效率較好。

溫差發(fā)電換熱器原理：當不同的導電或半導體材料相連，兩接點處于不同的溫度時，如果是開路會產生電動勢，如果是閉路則會有電流通過，這種現(xiàn)象即塞貝克效應。僅實驗室可行，大規(guī)模商業(yè)化實現(xiàn)尚有難度！-13-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-14-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

惠州LNG電廠（大鵬LNG配套項目）-14-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-15-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG電廠與燃煤電廠性能比較-15-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-16-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG冷能在IGCC電站中的階梯利用IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）電站由化工島和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島組成?；u包括空分

、煤氣化、煤氣凈化等系統(tǒng)；聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島包括燃機、余熱鍋爐和汽輪機。IGCC電站的工作原理是:煤在氣化爐中氣化產生以CO和H2為主要成分的粗煤氣，粗煤氣通過除塵、水洗、脫硫后稱為凈煤氣。凈煤氣送入燃機發(fā)電，燃氣透平排氣再直接送入余熱鍋爐，產生過熱蒸汽并送到汽輪發(fā)電機組做功輸出電能。LNG冷能在IGCC電站中有3種用途。大氣溫度為15℃和30℃時IGCC電站有、無LNG冷能梯級利用方案的計算結果比較空分系統(tǒng)中液化空氣（-150℃~-190℃）煤氣變換系統(tǒng)中產生的CO2液化（-100℃~-60℃）冷卻燃機入口空氣（-10℃~0℃）LNG冷能使IGCC電站凈效率增加3.86%，且獲得空分產品和干冰產品；而LNG冷能利用效率約70%-16-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-17-2022/12/29利用LNG冷能的CO2零排放動力系統(tǒng)該系統(tǒng)由空氣分離系統(tǒng)和動力系統(tǒng)兩部分組成?？辗窒到y(tǒng)利用LNG冷能使生產液氧的耗能降低60%左右，同時使LNG汽化為NG。動力系統(tǒng)中NG為燃料，氧氣作為氧化劑，燃燒產物僅為CO2和水，CO2利用冷能液化回收，從而實現(xiàn)系統(tǒng)有害氣體的零排放。利用LNG冷能的零排放能量系統(tǒng)空分系統(tǒng)在不同工況下的對比對不同能量系統(tǒng)的計算與比較系統(tǒng)效率隨溫度的變化系統(tǒng)效率隨壓縮機效率的變化關系年經濟效益約2.19億元二、LNG冷能利用的方式（直接利用）注意盡可能不選氟里昂為載冷劑！-17-2022/12/26利用LNG冷能的CO2零排放-18-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

利用LNG冷能發(fā)電技術總結LNG的冷能發(fā)電是一項新興的無污染發(fā)電方式,雖然這不失為一種節(jié)能的好方法,但它只考慮到對冷能的回收利用,并未注意到對冷能品位的利用。這種方法對冷能的回收效率是非常低的！所以在發(fā)電裝置中利用冷能雖然是最可能大規(guī)模實現(xiàn)的方式，但卻不是利用LNG冷能最科學的方式！利用LNG的冷能發(fā)電雖然節(jié)能效果相對較差,但具有流程和產業(yè)鏈短、占地少、投資省、易于實施等優(yōu)點。在其他冷能利用產業(yè)鏈尚難決策或這些產業(yè)鏈仍不能完全利用LNG冷能的情況下，可優(yōu)先考慮冷能發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計，日本的LNG接收站共配備了15臺獨立的冷能發(fā)電裝置，一些接收站可解決包括各種冷能利用產業(yè)鏈在內的大部分自用電力。熱電聯(lián)產冷熱電三聯(lián)產-18-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-19-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）2、空氣分離LNG冷能用于空分，是通過循環(huán)氮氣的冷卻來實現(xiàn)的。省去了氮氣透平膨脹機和氟利昂制冷機組，裝置實現(xiàn)小型化，電耗、水耗大大降低，降低了液氮、液氧的生產成本?？諝夥蛛x需求冷能分布該方法在所有的LNG冷能利用系統(tǒng)中被認為是最有效的，這是因為它的節(jié)能率高,也很少受到地點條件的限制,而且LNG巨大的冷能產出的液體氮量和液體氧量都很大?？諝夥蛛x流程-19-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-20-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

法國FOS-SUR-MER接收站空分裝置-20-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直LNG冷能利用介紹課件-22-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

福建LNG空分裝置（與空氣化工公司合資）國內首個LNG冷能空分項目，投資3.1億，2010年10月投產。該裝置日產液氧300噸、液氮300噸、液氬10噸?？萍己繕O高，整個裝置只有８名操作工，全程實現(xiàn)自動化。液氧800元/噸液氮800元/噸液氬4000元/噸經營收入50萬/天-22-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-23-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）空分主要設備國外一些已建成的LNG冷能空分裝置-23-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-24-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）3、制取液態(tài)CO2或干冰以化工廠的副產品CO2為原料,利用回收LNG的冷能制造液態(tài)CO2或干冰，不但電耗小，且其產品的純度高(可達99.99%)，比傳統(tǒng)方法節(jié)約50%以上的電耗和10%的建設費。近幾年，我國液體CO2和干冰需求量以15%的年增長速度發(fā)展。干冰的用途極為廣泛，目前干冰市場價格為5000元/噸。干冰冷量隨溫度的變化分布-24-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-25-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）4、冷凍或冷藏倉庫LNG可以提供較高品位的冷能,對該冷能回收可用于各種低溫環(huán)境。由于冷庫多選擇建在農漁牧或食物生產區(qū)附近,因此,這種利用方法的前提是LNG附近有農作物儲藏需求或冷凍食品加工區(qū)或消費區(qū)。冷庫冷量隨溫度變化一般的冷庫只需維持在-50到-65℃即可,而將-162℃LNG的冷能全部用于冷庫制冷是不必要的。世界范圍內LNG利用于冷庫比較多的國家是日本，日本神奈川縣根岸基地的金槍魚超低溫冷庫（-60~-70℃）,自1976年至今運營效果良好。-25-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-26-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）一般采用管路行程用串聯(lián)的方式。這種方式是按液化天然氣的不同溫度帶，用不同的冷媒進行熱交換后分別送入超低溫冷藏庫（-60℃）、低溫冷藏庫（-35℃）、中溫冷藏庫（-18~0℃以下）以及高溫冷藏庫（0-10℃）。這樣可以使LNG的冷能幾乎無浪費的得以利用，其冷能的利用效率將大大提高。

LNG冷能用于冷庫的關鍵點在于載冷劑的選擇，主要的載冷劑有R410A、R23、酒精、氨、丙烷等，各種載冷劑都有優(yōu)缺點，合理選擇至關重要！LNG冷量巨大，中小冷庫利用在經濟上不合算，只有依托兼具冷物流集散樞紐功能的臨港工業(yè)區(qū)，才具有市場競爭力！-26-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-27-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）冷庫設計溫度和相對濕度（GB50072-2001）-27-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-28-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）海水淡化冷能需求分布水的三相點理論5、海水淡化我國淡水資源缺乏。海水淡化尤為重要。LNG接受站建在海邊,回收LNG冷能進行海水淡化具有得天獨厚的優(yōu)勢。LNG冷能也可應用于制取淡水——真空冷凍法海水淡化,該技術是依據(jù)水的三相點理論,使海水同時蒸發(fā)與結冰的一種低能耗、輕腐蝕結垢的海水淡化新方法。-28-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-29-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）6、汽車空調和汽車冷藏車LNG汽化后產生的冷能直接進入車廂，與蓄冷系統(tǒng)同時供冷以。按冷藏車每小時消耗12~15kg的LNG，其制冷能力為2.8~3.6kW,足以提供預冷貨物中短途冷藏運輸所需冷能。7、制冰及中央空調冷源

制冰有很大市場，主要用途有：制造大塊的冰用于漁船中食用冰（如啤酒用冰，出口價格600元/噸）中央空調利用冰（需求巨大，把冰分散運到需要冷卻的各中央空調地點，用于冷卻水冷卻）d)其他方面（如醫(yī)藥、電子產品、水泥急冷）冷能在天然氣產業(yè)中循環(huán)利用的思路LNG氣化時用N2回收冷能生產LN2(液氮)，通過槽罐反運回氣田，LN2氣化釋放冷能生產LNG，而N2可用于氣井回注或排空。-29-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直二、LNG冷能利用的方式（間接利用） 1、低溫破碎 2、污水處理 3、輕烴分離 4、蓄冷裝置二、LNG冷能利用的方式（間接利用）-31-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）1、低溫破碎利用液氮可在低溫下破碎一些在常溫下難以破碎的物質。橡膠、塑料、金屬都具有低溫脆性。與常溫破碎相比,它能把物質破碎成極小的可分離的微粒,且不存在微粒爆炸和氣味污染,通過選擇不同的低溫可以有選擇性地破碎具有復雜成分的混合物。因此這種方法在資源回收、物質分離、精細破碎等方面有極好的前景。（如粉碎由金屬、電子器件、塑料器件和橡膠等構成的廢舊汽車）橡膠的溫度與焓變關系曲線汽車輪胎低溫破碎裝置汽車輪胎低溫破碎示意圖低溫粉碎后的微粒有極佳的尺寸分布和流動特性。食品和調料的味道和香味沒有損失。-31-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-32-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）我國每年生膠消耗量的50%需要進口，廢舊橡膠回收技術已被列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中。600噸/天的液體空分產品可年產3.28*105噸精細膠粉（按青島綠葉橡膠公司開發(fā)的LY型液氮冷凍法，生產1噸精細膠粉消耗液氮0.32噸計算），每年可處理約2200萬條廢舊輪胎（全國一年廢舊輪胎產量約12000萬條）。將輪胎先常溫粉碎為粗膠粉，再低溫粉碎為精細膠粉，兩種方式結合可增加經濟效益。輪胎低溫破碎冷能利用的效率為70.7%。經濟發(fā)達的東南沿海地區(qū)，是產生大量廢舊輪胎的區(qū)域。山東青島是我國主要橡膠產地。用新型的153K以下的低溫空氣（如低壓氮氣）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液氮，生產能耗更低。利用LNG冷能的廢舊輪胎破碎流程液氮法與低溫空氣法對比廢舊輪胎低溫破碎-32-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-33-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）食品、醫(yī)藥低溫破碎

隨著現(xiàn)代食品精細化發(fā)展，食品低溫粉碎近年來發(fā)展迅猛。低溫粉碎能抑制粉碎物發(fā)熱、氧化、溶解和揮發(fā)等，使粉碎后的產物的色、香、味、營養(yǎng)價值等有效成分得到保持。速溶玉米糝（迅速復水達到理想粘度，具有傳統(tǒng)風味和組織結構）粉碎昆蟲制取三黑糊（極高營養(yǎng)價值、口感好，扶正固本、補腎壯骨、活血化瘀）高附加值食品加工（可可豆、花粉、雞骨、蠶絲、蔬菜脫水）高端中西醫(yī)藥品加工（抗生素提取、中藥提煉）低溫破碎其他應用合成樹脂（流動浸漬、靜電涂裝、抗刮削抗沖擊抗腐蝕保護膜）城市廢棄物或垃圾銷毀（燃燒室容易產生有毒氣體的物質粉碎后燒毀，方便運輸、環(huán)保）含水分及油分的物料（低溫粉碎可減少其脫水和去油等工藝過程）電子工業(yè)原料無雜質加工（微電路、絕緣材料、焊藥、金屬復合陶瓷）高早期強度水泥（養(yǎng)護一天便可達到該水泥的標號強度，用于水壩、機場、港口、軍事）高熱負荷零部件（內燃機活塞和氣缸、加熱爐吊掛件、等溫變形的應變片、坩堝、噴嘴器件、燃氣輪機的燃燒室等）-33-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-34-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）2、污水處理

傳統(tǒng)處理方法：利用液態(tài)氧可得到高純度的臭氧,被處理污水對臭氧的吸收率很高,這種方法與傳統(tǒng)的過程相比可減少約三分之一的電力消耗,且對污水的處理效果極好。

新型處理方法：將氧氣直接用于污水處理。城市污水處理現(xiàn)在是按減污思路進行的,反過來,若采用增氧措施,效果會更好。減污治理目前只能收獲“中水”和污泥(可轉化成有機肥)。增氧治污則可收獲清水、水產品和污泥。水體增氧凈化國外已有實例。3、輕烴分離LNG冷能用于C2+分離和裂解制乙烯裝置中的裂解產物深冷分離，是LNG冷能利用的極佳途徑。LNG冷能用于輕烴分離的主要產品C2既可以進一步分離，作為丙烷和LPG(主要成分是丙烷和丁烷)分別出售，又可將其作為制取乙烯的工業(yè)原料，市場前景都非常樂觀。4、蓄冷裝置LNG主要用于發(fā)電和城市燃氣，因此LNG的氣化負荷易隨時間和季節(jié)發(fā)生波動。LNG冷能的波動對設備產生不良影響,必須予以重視。-34-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-35-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）日本大阪煤氣研發(fā)的LNG蓄冷裝置利用相變物質的潛熱，在冷能充裕時，吸收冷能而凝固，在冷能供應不足時，熔化并釋放冷能。蓄冷裝置用來平衡LNG氣化量的晝夜波動,能夠大大提高接收站中LNG冷能的利用率（近一倍）,并且具有較大的操作彈性。典型日LNG接收站的氣化曲線典型日LNG氣化量的組成以冷媒為介質的蓄冷系統(tǒng)-35-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-36-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式LNG冷能利用方式總結梯度綜合、集成利用從工程實際來看,很多利用方式不容易實現(xiàn)梯級利用各環(huán)節(jié)實際上是很難銜接好的：除LNG冷能用于發(fā)電因其產業(yè)鏈很短，可以說不受其他因素干擾外,其他的LNG冷能利用產業(yè)鏈都很長,會受到市場、資源、環(huán)境、運輸?shù)戎T多因素的影響，從冷能梯級利用的角度可能是比較匹配的項目，卻在其他因素上存在諸多困難和矛盾，放在一起很難實現(xiàn)。低溫冷量的經濟輸送距離只能1~3km?？諝獾囊夯蛛x是最合理、最能充分利用LNG低溫位冷能的方法輕烴回收是收益率最高的LNG冷能利用方法低溫冷庫是節(jié)能效果最明顯的LNG冷能利用方法深冷發(fā)電是最可能大規(guī)模利用的LNG冷能利用方法這幾種LNG冷能利用的方法,我國目前的技術水平都能自主掌握、獨立實現(xiàn)低溫粉碎（-130~-80℃）冷庫（-42~-15℃）空氣分離（-191~-150℃）干冰制造（-78℃），冷能發(fā)電（-40℃），人造雪球（-60~-10℃），空調冷系統(tǒng)（-5~-10℃）-36-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式LN三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀

1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀

2、國內LNG冷能利用現(xiàn)狀 3、LNG冷能的綜合利用 4、LNG冷能利用的注意事項 5、LNG冷能利用的經濟效益三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀國家利用方式詳細信息備注日本深冷發(fā)電空氣分離液體CO2及干冰冷凍冷藏庫深冷發(fā)電（15臺低溫朗肯循環(huán)獨立發(fā)電裝置）空氣分離（7臺，處理能力1~2萬m3/h）液體CO2及干冰（3臺，生產能力100t/d）冷凍冷藏庫（1座深度冷凍倉庫，3.32萬t）據(jù)文獻的數(shù)據(jù)，日本東京煤氣公司Negishi終端在1993~1994年1年中被利用了冷能的95萬噸LNG中，36.3%用于空氣液化分離，56.3%用于深冷發(fā)電，其余用于生產液體二氧化碳和干冰及低溫冷庫。韓國空氣分離食品冷凍冷藏主要是空分為主冷能利用率不到20%印度發(fā)電利用LNG冷能來提高大型燃氣輪機出力印度達波爾電廠（美國安然投資，安裝GE的740MW聯(lián)合循環(huán)機組，年使用LNG230萬噸）2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國外LN2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內LNG冷能利用現(xiàn)狀冷能的梯級利用上述單項利用方法主要是只考慮了冷能的回收，而沒有考慮品位的利用，造成大量?損耗，從能量有效利用的角度來看是不合理的。而對LNG冷能進行梯級利用是很好的解決辦法。

2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內LN2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷能利用的綜合利用高能高用低能低用溫度對口梯級利用2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷-41-2022/12/29LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技術LNG衛(wèi)星站冷能特性：流量小、分布廣、流量波動大、運轉時間不定、下游管網壓力低、下游用戶少、連續(xù)供氣性差LNG衛(wèi)星站冷能利用項目特性：投資少、操作靈活、見效快、備用制冷設備簡單德化LNG冷能利用總體原則流程圖三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀年節(jié)電效益600萬-41-2022/12/26LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技-42-2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀4、LNG冷能利用的注意事項1、利用過程的溫度要求：由于產生低溫所需動力隨著溫度降低將快速增加，機械效率降低，且工廠的造價隨溫度降低增加。因此要綜合考慮、充分利用LNG的-160℃的低溫,而非溫度越低越好。2、用量的限制：由于LNG的使用量也隨晝夜變化而變化，必須使用容易調節(jié)的系統(tǒng),能根據(jù)燃氣系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)負荷的變化相應調節(jié)LNG供應負荷的變化。3、工廠位置的限制：輸送LNG的低溫管道造價很高，且存在壓力和冷量損失。因此冷能利用工廠須盡可能靠近LNG終端接收站；但考慮到采購和銷售，需兼顧交通便利。因此選廠址很困難。4、安全限制：直接利用LNG冷能最好，但因LNG易燃，應避免直接和物質進行熱交換。而使用某種冷媒(如氟利昂),將使系統(tǒng)復雜和昂貴。5、間接利用的限制：利用LNG冷能制成液化氮和液化氧，需要消耗LNG冷能和電力，成本很高，有些工藝過程雖可以實現(xiàn)，但許多情況下被證明是不經濟的。-42-2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀-43-2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀5、LNG冷能利用的經濟效益如某350萬噸/年的LNG項目，因位于一個特大型循環(huán)經濟區(qū)之內，有規(guī)模大、溫位分布適宜的重化工業(yè)及其他低溫冷能用戶：包括大規(guī)?？辗帧⒂吞锇樯鷼廨p烴分離，以及通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)向下游低溫粉碎、干冰、冷庫等用戶供冷，總供冷負荷逾70MW；70%以上的冷能可獲得利用?？尚行匝芯勘砻鳎邮照臼劾?、節(jié)省天然氣加熱爐（SCV）燃料氣收益加上繳稅金，總經濟效益約4億元/年。較高的內部收益率:伴生氣輕烴分離項目內部收益率高于50%，空分項目高于25%，冷媒循環(huán)及各下游冷能用戶項目也在16%以上。經濟效益都很高。-43-2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀四、LNG冷能利用的前景四、LNG冷能利用的前景-45-2022/12/29四、LNG冷能利用的前景與熱能、電能、原子能一樣,冷能也是一種能源形態(tài)。當人類認識并駕馭一種新的能源形態(tài)之后,必將對社會、經濟產生巨大而深遠的影響。促成鋼鐵和天然氣產業(yè)聯(lián)姻，綜合利用空分氧、氮產品。鋼鐵行業(yè)目前是氧氣的最大用戶,LNG冷能回收將成為氮氣的最大用戶,兩者結合使空分產品得到最大限度地綜合利用。目前正在建設的首鋼搬遷工程和規(guī)劃中的中石油唐山LNG接收站同處河北曹妃甸工業(yè)區(qū),具備結合的充分必要條件。兩者聯(lián)合建造使用空分設備,各得其所,將為我國LNG冷能回收利用創(chuàng)造一個典范。氧氣生產成本降低,將促進氧氣進入更廣泛的應用領域,如:劣質煤、煤矸石、高爐煤氣、垃圾、秸稈等低熱值燃料發(fā)電,普及水體增氧技術用于水產養(yǎng)殖、污水處理等。LNG冷能回收利用不是一個簡單孤立的節(jié)能項目,它可以通過冷能直接利用串起一個低溫產業(yè)鏈。同時還可以通過空分液化分離技術改進,擴展空氣制品(俗稱工業(yè)氣體)應用領域，帶動一個龐大的產業(yè)群。這點只要回顧一下50多年來氧氣煉鋼對鋼鐵產業(yè)的影響就不難理解。-45-2022/12/26四、LNG冷能利用的前景與熱-46-2022/12/29四、LNG冷能利用的前景（展望）1、在中國目前的能源形勢下利用LNG冷能是必要和可能的：前已述及,中國經濟快速發(fā)展和模式轉型決定了大規(guī)模利用LNG冷能的絕對必要性,并提供了宏大的冷能用戶市場。大型LNG接收站的冷能,首先要瞄準大空分、煤氣化、輕烴分離等大規(guī)模市場。傳統(tǒng)的冷能產業(yè)也需要在循環(huán)經濟模式下,集成利用。2、關鍵:冷能利用產業(yè)鏈與LNG接收站同步規(guī)劃、建設：LNG冷能綜合集成利用產業(yè)鏈,涉及下游的眾多行業(yè)、部門和企業(yè),實施的關鍵就是接收站與下游各冷能利用項目的早期同步規(guī)劃和同步建設。在目前我國的經濟體制和項目審批程序下,這是最大的障礙。中央企業(yè)與地方政府、企業(yè)各自掌握產業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié);部門分割、短期利益驅動、觀念落后等都是統(tǒng)籌規(guī)劃的巨大障礙。LNG冷能綜合集成利用產業(yè)鏈的構建,需要接收站業(yè)主協(xié)同地方循環(huán)經濟開發(fā)區(qū)、相關的其他企業(yè)部門統(tǒng)一規(guī)劃。首先,在選址階段,就必須充分考慮附近的工業(yè)布局和與可能的冷能產業(yè)鏈的集成，以及接收站附近的建設情況(例如那個冷能產業(yè)的用地)。選址和規(guī)劃是關鍵,因為一旦選定地點,各自分別規(guī)劃設計完成,再想改也來不及了。-46-2022/12/26四、LNG冷能利用的前景（展-47-2022/12/29四、LNG冷能利用的前景3、癥結:循環(huán)經濟園區(qū)內冷能利用產業(yè)鏈的市場協(xié)同機制：迄今為止的實踐工作說明,抓住上述中國發(fā)展模式轉換的歷史機遇,按照市場機制推進下游冷能利用產業(yè)鏈構建的困難,與組建循環(huán)經濟園區(qū)的困難相類似:各行業(yè)的國有大企業(yè)在相互關系中都希望牽頭做主,在內部各子公司或部門間則以行政管理方式配置資源;時常脫離市場和循環(huán)經濟的規(guī)律。例如,LNG接收站向下游冷能用戶售冷的價格隨意敲定,難以保證互利。實際上,向下游潛在用戶提供合理而有競爭力的冷能價格,是招商引資的重要條件。沒有下游冷能市場的充分發(fā)育,接收站就不可能從冷能利用中獲得經濟效益。4、展望:中國LNG冷能利用產業(yè)將居世界前列：特定的歷史機遇使中國LNG冷能具備了綜合集成利用條件,在充分汲取各國成熟技術基礎上,通過自主集成創(chuàng)新,利用好這個機遇,中國LNG冷能利用一定能夠實現(xiàn)技術、管理機制、市場運作各方面的突破:LNG冷能綜合利用率將達到70%以上;冷火用(有效能)利用率爭取達到40%,居于世界前列。在取得巨大的節(jié)能和經濟效益同時,推動包括空分、煤富氧氣化在內的大型冷能產業(yè)鏈的快速發(fā)展,以期為我國全面實現(xiàn)循環(huán)型經濟和節(jié)約型社會做出貢獻。-47-2022/12/26四、LNG冷能利用的前景3、五、山東LNG冷能利用淺析五、山東LNG冷能利用淺析-49-2022/12/29五、山東LNG冷能利用淺析（一些經驗）在接收儲罐的LNG輸出總管上,建議接6~8個液體LNG引出支管,并配上帶成對法蘭的閥門;與此對應,在壓力天然氣外輸總管上同樣先接好6~8個壓力天然氣接入支管,并配上帶成對法蘭的閥門。這樣,以后想上冷能利用項目時再加上置換氣的進出口管閥,就可以很方便和安全地與6~8個LNG冷能利用產業(yè)鏈相連接,其中3~5個接口可連接冷能發(fā)電裝置(因該裝置的單臺規(guī)模有限)。不然，以后想上冷能利用項目就需動火，會很麻煩。液體出口和氣體進口的管、閥口徑最好根據(jù)規(guī)劃確定。在接收站包括各種冷能利用產業(yè)鏈的電網設計上應考慮自發(fā)電的接入和使用。自發(fā)電上國家電網價格低，自己用最經濟合理。電網應優(yōu)先使用自發(fā)電，不足部分再使用外供電。為充分利用LNG冷能,特別是低溫位的冷能，LNG接收儲罐的輸出液總管及各引出支管應很好地保溫，盡可能減少熱量漏入，這對低溫泵的起動和穩(wěn)定連續(xù)運行也是很重要的。對LNG接收站作總體規(guī)劃時，要在接收儲罐周圍留出足夠的土地供LNG冷能回收項目使用。在確保安全、滿足防火規(guī)范的前提下,LNG冷能回收項目應盡可能靠近接收儲罐,以縮短LNG管的輸液距離,減少沿途的熱量漏入,盡可能降低低溫位冷能的損失。建設LNG接收站的時候必須從一開始就把LNG冷能利用放在重要的位置同時予以考慮。-49-2022/12/26五、山東LNG冷能利用淺析（-50-2022/12/29五、山東LNG冷能利用淺析（一些建議）1、選擇適宜的冷介質循環(huán)和高效的熱交換設備2、設置蓄冷裝置。利用相變物質的潛熱，在冷能充裕時，吸收冷能而凝固，在冷能供應不足時，熔化并釋放冷能。3、根據(jù)山東半島氣候、經濟以及用戶用冷溫度分布的具體條件，求得技術經濟優(yōu)化的輸送距離；采用最新的保冷材料和技術，減少長距離輸送造成的冷損。制冷行業(yè)是耗能大戶,發(fā)達國家每年消耗在制冷行業(yè)的能量相當大。目前制冷設備所消耗的電能約占全世界生產電能的15%。對中國來說,據(jù)初步的估算,制冷產品用電量已占到社會總用電量的20%左右。因此將冷能轉化為電能，然后電能在轉化為冷能，這樣能量經過兩次轉換，會造成極大的損失和浪費。大鵬LNG擬建設的深圳“冰雪大世界”。該項目擬選址于LNG項目附近,占地一百公頃,耗資十億元人民幣，具有很好的經濟效益和社會效益。其中冰雪世界子項目將LNG氣化過程中的冷能，通過載冷劑傳輸至冰雪世界換熱站，將冷量梯級利用于冰雪旅游世界的不同功能區(qū)，為滑雪場、滑冰場、酒店等梯級提供冷能，實現(xiàn)LNG冷能的綜合利用。。-50-2022/12/26五、山東LNG冷能利用淺析（謝謝！不足、謬誤之處敬請指正謝謝！LNG冷能利用技術LNG冷能利用介紹課件一、LNG冷能利用原理及分析二、LNG冷能利用的方式三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀四、LNG冷能利用的前景五、山東LNG冷能利用淺析一、LNG冷能利用原理及分析一、LNG冷能利用原理及分析 1、LNG冷能的概念 2、LNG冷能的特點 3、LNG冷能利用的概念及意義 4、LNG冷能利用過程 5、?經濟學分析方法一、LNG冷能利用原理及分析-55-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析1、LNG冷能的概念

冷能，是指在常溫環(huán)境中，自然存在的低溫差低溫熱能，實際上指的是在自然條件下，可以利用一定溫差所得到的能量。根據(jù)工程熱力學原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱之為冷能。能量守恒熱量/冷量與溫度的關系LNG可用冷能分布（P=9.5MPa）

在LNG氣化過程中，約能產生870kJ/kg的低溫能量。目前，這種冷能大部分被釋放到海水中?？上?4-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析1-56-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析2、LNG冷能的特點低溫和產生低溫所需要動力的關系冷卻溫度與設備資金投入的關系曲線溫度與LNG冷能的關系曲線LNG冷能?隨環(huán)境溫度的變化LNG冷能?隨系統(tǒng)壓力的變化LNG冷能?隨甲烷摩爾分數(shù)的變化-5-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析2-57-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析3、LNG冷能利用的概念及意義

冷能利用主要是依靠LNG與周圍環(huán)境（如空氣、海水）之間存在的溫度和壓力差，將高壓低溫的LNG變?yōu)槌撼氐奶烊粴鈺r，回收儲存在LNG中的能量。LNG工業(yè)近幾年的發(fā)展非常迅速，世界上LNG的生產應用以年均20%的速度增長，探索LNG冷能利用意義重大、前景廣闊。從節(jié)能環(huán)保和經濟效益角度出發(fā)，冷能利用也具有重大意義。我國首個LNG冷能空分項目（莆田）低溫凍干生產線抗生素等高效藥物低溫合成、脫水食品生產-163℃的LNG蘊含大量的高品位冷能，用途極廣-6-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析3-58-2022/12/29一、LNG冷能利用原理及分析4、LNG冷能利用過程LNG冷能利用示意圖LNG接收站工藝流程5、?經濟學分析方法——LNG冷能利用規(guī)劃基礎綜合考慮實際工藝系統(tǒng)的效費關系，是一個工藝與設備費用平衡的論題，“技術經濟優(yōu)化是評價一切節(jié)能措施的判據(jù)”。?經濟學在適應于能量系統(tǒng)分析的學科，為解決價格估算、工廠設計優(yōu)化、故障診斷等領域問題提供了不同方法。?經濟學的特點是依據(jù)?含量而賦予能量流一定的價值,結合價值平衡思想,估算能量在轉換與傳遞過程中價值的變化,最終以經濟效益為尺度科學地評價過程用能的熱力學完善性及現(xiàn)實合理性。?平衡方程與費用平衡方程構成了?經濟學分析優(yōu)化的基礎,優(yōu)化目標函數(shù)的煙經濟化,可兼顧能量利用的經濟性和合理性,亦即通過能耗費用與設備投資費用的權衡,可以使得總費用最小。-7-2022/12/26一、LNG冷能利用原理及分析4二、LNG冷能利用的方式

LNG冷能利用的兩種方式

按利用LNG冷能的過程可分為：直接利用（低溫發(fā)電、低溫空分、輕烴回收、冷凍倉庫、制造液化CO2、海水淡化、空調和低溫養(yǎng)殖、栽培等）間接利用（用空分后的液氮、液氧、液氬來低溫破碎,冷凍干燥、低溫干燥、低溫制藥、水和污染物處理及冷凍食品等）二、LNG冷能利用的方式LNG冷能利用的兩種方式直接利用二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

1、利用LNG冷能發(fā)電

2、空氣分離

3、制取液態(tài)CO2或干冰

4、冷凍或冷藏倉庫

5、海水淡化

6、汽車空調和汽車冷藏車 7、制冰及中央空調冷源二、LNG冷能利用的方式（直接利用）-61-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）1、利用LNG冷能發(fā)電（1）直接膨脹法

將LNG壓縮為高壓液體，然后通過換熱器被海水加熱到常溫狀態(tài)，再通過透平膨脹對外做功。特點：原理簡單，效率低，冷能回收率僅24%，僅利用壓利?。（2）二次媒體法(中間載熱體的朗肯循環(huán))

將LNG通過冷凝器把冷能轉化到某一冷媒上，利用LNG與環(huán)境之間的溫差，推動冷媒進行蒸汽動力循環(huán)，從而對外做功。特點：單一工質（純甲烷或乙烯）：冷能回收效率18%?；旌瞎べ|（碳氫化合物混合物）：冷能回收效率36%（因LNG溫度變，混合工質可覆蓋更大溫度范圍，但不穩(wěn)定）。（3）聯(lián)合法

日本普遍采用，冷能回收效率50%左右。（日本LNG約70％發(fā)電，30％民用）二次媒介法直接膨脹法太陽能作為高溫熱源-10-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-62-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）-11-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-63-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）（4）布雷敦循環(huán)（氣體動力循環(huán)）

利用冷能來冷卻壓縮機進口氣體,可使裝置熱效率顯著提高。（5）燃氣輪機利用方法（冷卻介質）

降低燃氣輪機入口空氣溫度，顯著提高循環(huán)做功和做工效率。注意冷卻溫度須嚴格控制在0℃以上,以防止水蒸氣凍結在冷卻器表面。（6）混合動力循環(huán)

以氨水為工質的朗肯循環(huán)、燃氣動力循環(huán)和液化天然氣循環(huán)組成的混合動力循環(huán)系統(tǒng)，用于液化天然氣冷能回收。-12-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-64-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）國內首個使用LNG的發(fā)電機組——深圳美視電力LNG發(fā)電機組已于2006年正式投入商業(yè)運行（配套大鵬LNG）國內首座全天然氣發(fā)電廠——深圳市東部電廠2008年初建成投產（配套大鵬LNG）大鵬LNG配套惠州、前灣、珠江、美視、東部五座電廠（燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組）（7）溫差發(fā)電和動力裝置聯(lián)合回收系統(tǒng)

利用LNG與海水的溫差或與工業(yè)廢氣之間的溫差，設置動力循環(huán)系統(tǒng)，將冷能轉化為電能。將溫差發(fā)電器與LNG的動力裝置聯(lián)合應用，其設備簡單、運行穩(wěn)定，轉化效率較好。

溫差發(fā)電換熱器原理：當不同的導電或半導體材料相連，兩接點處于不同的溫度時，如果是開路會產生電動勢，如果是閉路則會有電流通過，這種現(xiàn)象即塞貝克效應。僅實驗室可行，大規(guī)模商業(yè)化實現(xiàn)尚有難度！-13-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-65-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

惠州LNG電廠（大鵬LNG配套項目）-14-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-66-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG電廠與燃煤電廠性能比較-15-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-67-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG冷能在IGCC電站中的階梯利用IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）電站由化工島和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島組成?；u包括空分

、煤氣化、煤氣凈化等系統(tǒng)；聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島包括燃機、余熱鍋爐和汽輪機。IGCC電站的工作原理是:煤在氣化爐中氣化產生以CO和H2為主要成分的粗煤氣，粗煤氣通過除塵、水洗、脫硫后稱為凈煤氣。凈煤氣送入燃機發(fā)電，燃氣透平排氣再直接送入余熱鍋爐，產生過熱蒸汽并送到汽輪發(fā)電機組做功輸出電能。LNG冷能在IGCC電站中有3種用途。大氣溫度為15℃和30℃時IGCC電站有、無LNG冷能梯級利用方案的計算結果比較空分系統(tǒng)中液化空氣（-150℃~-190℃）煤氣變換系統(tǒng)中產生的CO2液化（-100℃~-60℃）冷卻燃機入口空氣（-10℃~0℃）LNG冷能使IGCC電站凈效率增加3.86%，且獲得空分產品和干冰產品；而LNG冷能利用效率約70%-16-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-68-2022/12/29利用LNG冷能的CO2零排放動力系統(tǒng)該系統(tǒng)由空氣分離系統(tǒng)和動力系統(tǒng)兩部分組成。空分系統(tǒng)利用LNG冷能使生產液氧的耗能降低60%左右，同時使LNG汽化為NG。動力系統(tǒng)中NG為燃料，氧氣作為氧化劑，燃燒產物僅為CO2和水，CO2利用冷能液化回收，從而實現(xiàn)系統(tǒng)有害氣體的零排放。利用LNG冷能的零排放能量系統(tǒng)空分系統(tǒng)在不同工況下的對比對不同能量系統(tǒng)的計算與比較系統(tǒng)效率隨溫度的變化系統(tǒng)效率隨壓縮機效率的變化關系年經濟效益約2.19億元二、LNG冷能利用的方式（直接利用）注意盡可能不選氟里昂為載冷劑！-17-2022/12/26利用LNG冷能的CO2零排放-69-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

利用LNG冷能發(fā)電技術總結LNG的冷能發(fā)電是一項新興的無污染發(fā)電方式,雖然這不失為一種節(jié)能的好方法,但它只考慮到對冷能的回收利用,并未注意到對冷能品位的利用。這種方法對冷能的回收效率是非常低的！所以在發(fā)電裝置中利用冷能雖然是最可能大規(guī)模實現(xiàn)的方式，但卻不是利用LNG冷能最科學的方式！利用LNG的冷能發(fā)電雖然節(jié)能效果相對較差,但具有流程和產業(yè)鏈短、占地少、投資省、易于實施等優(yōu)點。在其他冷能利用產業(yè)鏈尚難決策或這些產業(yè)鏈仍不能完全利用LNG冷能的情況下，可優(yōu)先考慮冷能發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計，日本的LNG接收站共配備了15臺獨立的冷能發(fā)電裝置，一些接收站可解決包括各種冷能利用產業(yè)鏈在內的大部分自用電力。熱電聯(lián)產冷熱電三聯(lián)產-18-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-70-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）2、空氣分離LNG冷能用于空分，是通過循環(huán)氮氣的冷卻來實現(xiàn)的。省去了氮氣透平膨脹機和氟利昂制冷機組，裝置實現(xiàn)小型化，電耗、水耗大大降低，降低了液氮、液氧的生產成本?？諝夥蛛x需求冷能分布該方法在所有的LNG冷能利用系統(tǒng)中被認為是最有效的，這是因為它的節(jié)能率高,也很少受到地點條件的限制,而且LNG巨大的冷能產出的液體氮量和液體氧量都很大?？諝夥蛛x流程-19-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-71-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

法國FOS-SUR-MER接收站空分裝置-20-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直LNG冷能利用介紹課件-73-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

福建LNG空分裝置（與空氣化工公司合資）國內首個LNG冷能空分項目，投資3.1億，2010年10月投產。該裝置日產液氧300噸、液氮300噸、液氬10噸?？萍己繕O高，整個裝置只有８名操作工，全程實現(xiàn)自動化。液氧800元/噸液氮800元/噸液氬4000元/噸經營收入50萬/天-22-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-74-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）空分主要設備國外一些已建成的LNG冷能空分裝置-23-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-75-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）3、制取液態(tài)CO2或干冰以化工廠的副產品CO2為原料,利用回收LNG的冷能制造液態(tài)CO2或干冰，不但電耗小，且其產品的純度高(可達99.99%)，比傳統(tǒng)方法節(jié)約50%以上的電耗和10%的建設費。近幾年，我國液體CO2和干冰需求量以15%的年增長速度發(fā)展。干冰的用途極為廣泛，目前干冰市場價格為5000元/噸。干冰冷量隨溫度的變化分布-24-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-76-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）4、冷凍或冷藏倉庫LNG可以提供較高品位的冷能,對該冷能回收可用于各種低溫環(huán)境。由于冷庫多選擇建在農漁牧或食物生產區(qū)附近,因此,這種利用方法的前提是LNG附近有農作物儲藏需求或冷凍食品加工區(qū)或消費區(qū)。冷庫冷量隨溫度變化一般的冷庫只需維持在-50到-65℃即可,而將-162℃LNG的冷能全部用于冷庫制冷是不必要的。世界范圍內LNG利用于冷庫比較多的國家是日本，日本神奈川縣根岸基地的金槍魚超低溫冷庫（-60~-70℃）,自1976年至今運營效果良好。-25-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-77-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）一般采用管路行程用串聯(lián)的方式。這種方式是按液化天然氣的不同溫度帶，用不同的冷媒進行熱交換后分別送入超低溫冷藏庫（-60℃）、低溫冷藏庫（-35℃）、中溫冷藏庫（-18~0℃以下）以及高溫冷藏庫（0-10℃）。這樣可以使LNG的冷能幾乎無浪費的得以利用，其冷能的利用效率將大大提高。

LNG冷能用于冷庫的關鍵點在于載冷劑的選擇，主要的載冷劑有R410A、R23、酒精、氨、丙烷等，各種載冷劑都有優(yōu)缺點，合理選擇至關重要！LNG冷量巨大，中小冷庫利用在經濟上不合算，只有依托兼具冷物流集散樞紐功能的臨港工業(yè)區(qū)，才具有市場競爭力！-26-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-78-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）冷庫設計溫度和相對濕度（GB50072-2001）-27-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-79-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）海水淡化冷能需求分布水的三相點理論5、海水淡化我國淡水資源缺乏。海水淡化尤為重要。LNG接受站建在海邊,回收LNG冷能進行海水淡化具有得天獨厚的優(yōu)勢。LNG冷能也可應用于制取淡水——真空冷凍法海水淡化,該技術是依據(jù)水的三相點理論,使海水同時蒸發(fā)與結冰的一種低能耗、輕腐蝕結垢的海水淡化新方法。-28-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直-80-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（直接利用）6、汽車空調和汽車冷藏車LNG汽化后產生的冷能直接進入車廂，與蓄冷系統(tǒng)同時供冷以。按冷藏車每小時消耗12~15kg的LNG，其制冷能力為2.8~3.6kW,足以提供預冷貨物中短途冷藏運輸所需冷能。7、制冰及中央空調冷源

制冰有很大市場，主要用途有：制造大塊的冰用于漁船中食用冰（如啤酒用冰，出口價格600元/噸）中央空調利用冰（需求巨大，把冰分散運到需要冷卻的各中央空調地點，用于冷卻水冷卻）d)其他方面（如醫(yī)藥、電子產品、水泥急冷）冷能在天然氣產業(yè)中循環(huán)利用的思路LNG氣化時用N2回收冷能生產LN2(液氮)，通過槽罐反運回氣田，LN2氣化釋放冷能生產LNG，而N2可用于氣井回注或排空。-29-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（直二、LNG冷能利用的方式（間接利用） 1、低溫破碎 2、污水處理 3、輕烴分離 4、蓄冷裝置二、LNG冷能利用的方式（間接利用）-82-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）1、低溫破碎利用液氮可在低溫下破碎一些在常溫下難以破碎的物質。橡膠、塑料、金屬都具有低溫脆性。與常溫破碎相比,它能把物質破碎成極小的可分離的微粒,且不存在微粒爆炸和氣味污染,通過選擇不同的低溫可以有選擇性地破碎具有復雜成分的混合物。因此這種方法在資源回收、物質分離、精細破碎等方面有極好的前景。（如粉碎由金屬、電子器件、塑料器件和橡膠等構成的廢舊汽車）橡膠的溫度與焓變關系曲線汽車輪胎低溫破碎裝置汽車輪胎低溫破碎示意圖低溫粉碎后的微粒有極佳的尺寸分布和流動特性。食品和調料的味道和香味沒有損失。-31-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-83-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）我國每年生膠消耗量的50%需要進口，廢舊橡膠回收技術已被列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中。600噸/天的液體空分產品可年產3.28*105噸精細膠粉（按青島綠葉橡膠公司開發(fā)的LY型液氮冷凍法，生產1噸精細膠粉消耗液氮0.32噸計算），每年可處理約2200萬條廢舊輪胎（全國一年廢舊輪胎產量約12000萬條）。將輪胎先常溫粉碎為粗膠粉，再低溫粉碎為精細膠粉，兩種方式結合可增加經濟效益。輪胎低溫破碎冷能利用的效率為70.7%。經濟發(fā)達的東南沿海地區(qū)，是產生大量廢舊輪胎的區(qū)域。山東青島是我國主要橡膠產地。用新型的153K以下的低溫空氣（如低壓氮氣）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液氮，生產能耗更低。利用LNG冷能的廢舊輪胎破碎流程液氮法與低溫空氣法對比廢舊輪胎低溫破碎-32-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-84-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）食品、醫(yī)藥低溫破碎

隨著現(xiàn)代食品精細化發(fā)展，食品低溫粉碎近年來發(fā)展迅猛。低溫粉碎能抑制粉碎物發(fā)熱、氧化、溶解和揮發(fā)等，使粉碎后的產物的色、香、味、營養(yǎng)價值等有效成分得到保持。速溶玉米糝（迅速復水達到理想粘度，具有傳統(tǒng)風味和組織結構）粉碎昆蟲制取三黑糊（極高營養(yǎng)價值、口感好，扶正固本、補腎壯骨、活血化瘀）高附加值食品加工（可可豆、花粉、雞骨、蠶絲、蔬菜脫水）高端中西醫(yī)藥品加工（抗生素提取、中藥提煉）低溫破碎其他應用合成樹脂（流動浸漬、靜電涂裝、抗刮削抗沖擊抗腐蝕保護膜）城市廢棄物或垃圾銷毀（燃燒室容易產生有毒氣體的物質粉碎后燒毀，方便運輸、環(huán)保）含水分及油分的物料（低溫粉碎可減少其脫水和去油等工藝過程）電子工業(yè)原料無雜質加工（微電路、絕緣材料、焊藥、金屬復合陶瓷）高早期強度水泥（養(yǎng)護一天便可達到該水泥的標號強度，用于水壩、機場、港口、軍事）高熱負荷零部件（內燃機活塞和氣缸、加熱爐吊掛件、等溫變形的應變片、坩堝、噴嘴器件、燃氣輪機的燃燒室等）-33-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-85-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）2、污水處理

傳統(tǒng)處理方法：利用液態(tài)氧可得到高純度的臭氧,被處理污水對臭氧的吸收率很高,這種方法與傳統(tǒng)的過程相比可減少約三分之一的電力消耗,且對污水的處理效果極好。

新型處理方法：將氧氣直接用于污水處理。城市污水處理現(xiàn)在是按減污思路進行的,反過來,若采用增氧措施,效果會更好。減污治理目前只能收獲“中水”和污泥(可轉化成有機肥)。增氧治污則可收獲清水、水產品和污泥。水體增氧凈化國外已有實例。3、輕烴分離LNG冷能用于C2+分離和裂解制乙烯裝置中的裂解產物深冷分離，是LNG冷能利用的極佳途徑。LNG冷能用于輕烴分離的主要產品C2既可以進一步分離，作為丙烷和LPG(主要成分是丙烷和丁烷)分別出售，又可將其作為制取乙烯的工業(yè)原料，市場前景都非常樂觀。4、蓄冷裝置LNG主要用于發(fā)電和城市燃氣，因此LNG的氣化負荷易隨時間和季節(jié)發(fā)生波動。LNG冷能的波動對設備產生不良影響,必須予以重視。-34-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-86-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式（間接利用）日本大阪煤氣研發(fā)的LNG蓄冷裝置利用相變物質的潛熱，在冷能充裕時，吸收冷能而凝固，在冷能供應不足時，熔化并釋放冷能。蓄冷裝置用來平衡LNG氣化量的晝夜波動,能夠大大提高接收站中LNG冷能的利用率（近一倍）,并且具有較大的操作彈性。典型日LNG接收站的氣化曲線典型日LNG氣化量的組成以冷媒為介質的蓄冷系統(tǒng)-35-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式（間-87-2022/12/29二、LNG冷能利用的方式LNG冷能利用方式總結梯度綜合、集成利用從工程實際來看,很多利用方式不容易實現(xiàn)梯級利用各環(huán)節(jié)實際上是很難銜接好的：除LNG冷能用于發(fā)電因其產業(yè)鏈很短，可以說不受其他因素干擾外,其他的LNG冷能利用產業(yè)鏈都很長,會受到市場、資源、環(huán)境、運輸?shù)戎T多因素的影響，從冷能梯級利用的角度可能是比較匹配的項目，卻在其他因素上存在諸多困難和矛盾，放在一起很難實現(xiàn)。低溫冷量的經濟輸送距離只能1~3km。空氣的液化分離是最合理、最能充分利用LNG低溫位冷能的方法輕烴回收是收益率最高的LNG冷能利用方法低溫冷庫是節(jié)能效果最明顯的LNG冷能利用方法深冷發(fā)電是最可能大規(guī)模利用的LNG冷能利用方法這幾種LNG冷能利用的方法,我國目前的技術水平都能自主掌握、獨立實現(xiàn)低溫粉碎（-130~-80℃）冷庫（-42~-15℃）空氣分離（-191~-150℃）干冰制造（-78℃），冷能發(fā)電（-40℃），人造雪球（-60~-10℃），空調冷系統(tǒng)（-5~-10℃）-36-2022/12/26二、LNG冷能利用的方式LN三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀

1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀

2、國內LNG冷能利用現(xiàn)狀 3、LNG冷能的綜合利用 4、LNG冷能利用的注意事項 5、LNG冷能利用的經濟效益三、國內外LNG冷能利用的現(xiàn)狀2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國外LNG冷能利用現(xiàn)狀國家利用方式詳細信息備注日本深冷發(fā)電空氣分離液體CO2及干冰冷凍冷藏庫深冷發(fā)電（15臺低溫朗肯循環(huán)獨立發(fā)電裝置）空氣分離（7臺，處理能力1~2萬m3/h）液體CO2及干冰（3臺，生產能力100t/d）冷凍冷藏庫（1座深度冷凍倉庫，3.32萬t）據(jù)文獻的數(shù)據(jù)，日本東京煤氣公司Negishi終端在1993~1994年1年中被利用了冷能的95萬噸LNG中，36.3%用于空氣液化分離，56.3%用于深冷發(fā)電，其余用于生產液體二氧化碳和干冰及低溫冷庫。韓國空氣分離食品冷凍冷藏主要是空分為主冷能利用率不到20%印度發(fā)電利用LNG冷能來提高大型燃氣輪機出力印度達波爾電廠（美國安然投資，安裝GE的740MW聯(lián)合循環(huán)機組，年使用LNG230萬噸）2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國外LN2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內LNG冷能利用現(xiàn)狀冷能的梯級利用上述單項利用方法主要是只考慮了冷能的回收，而沒有考慮品位的利用，造成大量?損耗，從能量有效利用的角度來看是不合理的。而對LNG冷能進行梯級利用是很好的解決辦法。

2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國內LN2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷能利用的綜合利用高能高用低能低用溫度對口梯級利用2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷-92-2022/12/29LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技術LNG衛(wèi)星站冷能特性：流量小、分布廣、流量波動大、運轉時間不定、下游管網壓力低、下游用戶少、連續(xù)供氣性差LNG衛(wèi)星站冷能利用項目特性：投資少、操作靈活、見效快、備用制冷設備簡單德化LNG冷能利用總體原則流程圖三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀年節(jié)電效益600萬-41-2022/12/26LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技-93-2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀4、LNG冷能利用的注意事項1、利用過程的溫度要求：由于產生低溫所需動力隨著溫度降低將快速增加，機械效率降低，且工廠的造價隨溫度降低增加。因此要綜合考慮、充分利用LNG的-160℃的低溫,而非溫度越低越好。2、用量的限制：由于LNG的使用量也隨晝夜變化而變化，必須使用容易調節(jié)的系統(tǒng),能根據(jù)燃氣系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)負荷的變化相應調節(jié)LNG供應負荷的變化。3、工廠位置的限制：輸送LNG的低溫管道造價很高，且存在壓力和冷量損失。因此冷能利用工廠須盡可能靠近LNG終端接收站；但考慮到采購和銷售，需兼顧交通便利。因此選廠址很困難。4、安全限制：直接利用LNG冷能最好，但因LNG易燃，應避免直接和物質進行熱交換。而使用某種冷媒(如氟利昂),將使系統(tǒng)復雜和昂貴。5、間接利用的限制：利用LNG冷能制成液化氮和液化氧，需要消耗LNG冷能和電力，成本很高，有些工藝過程雖可以實現(xiàn)，但許多情況下被證明是不經濟的。-42-2022/12/26三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀-94-2022/12/29三、國內外LNG冷能利用現(xiàn)狀5、LNG冷能利用的經濟效益如某350萬噸/年的LNG項目，因位于一個特大型循環(huán)經濟區(qū)之內，有規(guī)模大、溫位分布適宜的重化工業(yè)及其他低溫冷能用戶：包括大規(guī)?？辗?、油田伴生氣輕