LNG冷能利用技术.PPT

冷能发电 利用 LNG 冷能发电是较为新颖的能源利用方式，技术相对比较成熟，能够大规模利用 LNG 冷能。利用LNG冷能发电的系统主要有:直接膨胀法、二次冷媒法、联合法等。 直接膨胀法原理为:经低温泵和蒸发器后 LNG 成为高压 常温气体，而后高压气化时物理?转化为压力?，驱动发电机发电，之后经过加热器将天然气输入管网中。直接膨胀法发电的工艺流程见图 1 直接膨胀法原理简单、投资少，但是 LNG 冷 能利用率很低，只有24%左右。因此，该方法主要与其他冷 能利用方案综合使用。 冷能发电 二次冷媒法原理为LNG 与经过透平膨胀后的低压冷媒蒸 汽在冷凝器中换热，冷媒凝结成液体;低压冷媒液体经泵提高压力，加热变成高压蒸汽;高压冷媒蒸汽经透平膨胀成低压蒸 汽，对外输出动力，带动发电机发电，工艺流程见图 2 应用二次冷媒法进行冷能发电的关键是冷媒的选择。常用的冷媒 主要有甲烷、乙烷、丙烷等单组分，也可以采用它们的混合物。这种方法对 LNG 冷能的利用效率要优于直接膨胀法。 冷能发电 联合循环法LNG 经压缩后，通过换热器将冷能转移给冷媒，LNG 经过换热器成为高压常温气体，再通过透平机膨胀，带动电机发电，最后经过换热器变成一定压力的常温气体之后外输。而冷媒被液 化经过泵压缩和回热器变成高压气体，再经泵压缩和换热器成 为高压常温气体，最后通过透平机带动电机发电，出来的冷媒再次循环利用，工艺流程见图 3。 联合法将直接膨胀法与二次冷媒法相结合，可以大大提高冷能利用率，一般可保持在50%左右。日本投入实际使用的 LNG冷能发电项目大多采用这种方式。冷能发电是一种新兴无污染的发电方式，这种方法对LNG冷能的回收效率非常低，仅相当于制备LNG耗用的5%，但是具有流程短、占地面积少、投资小、易于实施、无污染等优点，所以在其他冷能利用方式难以实现的情况下，可优先考虑冷能发电。 冷能发电 空气分离 2010年空气化工与中海油建首个LNG冷能空分项目 简介;该工厂采用LNG冷能来辅助气体液化过程，并生产冷却的乙二醇，与传统工艺相比可节约约50％的电能，由此带来巨大的环保和能效效益。在该空分工厂，过去用于空气压缩的冷却水被冷却的乙二醇所取代，从而节约了水资源。此外，LNG冷能技术通过减少空气分离装置操作中所使用的电力能耗，从而降低了二氧化碳的排放量。 空气分离 右图为大阪煤气公司利用LNG冷能的空气分离装置流程图。其特点是：由于液化天然气的可燃性，故用氮气作为与其传热的工质，利用液化天然气的冷能来冷却和液化由下塔抽出经过复热的循环氮。 空气分离 现今工业上所用的氧气和氮气绝大部分是通过分离冷却液化后的空气获得的，因此LNG可以为空气液化提供冷量，然后通过相应的工艺将液化空气分离生产液氧、液氮和液氩。 传统空气分离工艺中液化空气所需要的冷能是利用制冷机和组合膨胀机产生的，而 LNG冷能空分装置可以直接利用 LNG 的冷能，不需要额外的制冷设备。因此，利用LNG的冷能进行空气分离相比传统工艺，不仅可以减少投资、简化工艺流程，还可以节省大量电能降低液氮、液氧和液氩的生产成本。 此类项目在日本成功运营近20年，比传统工艺耗电降低 50%以上，耗水降低 70%，节能效果显著，被认为是最有效的LNG冷能利用方式。 国内首个 LNG 冷能空分项目与福建莆田LNG接收站配套，于2010年10月投产，投资3.1亿。该冷能空分项目每天可以生产液氧300吨、液氮300吨、液氩10吨。很多其他的LNG接收站也已建成或在建与之配套的冷能空分项目。 现状 海水淡化 我国淡水资源缺乏，海水淡化尤为重要。利用LNG 冷能进行海水淡化属于冷冻法的范畴。即使海水在结冰时，盐分被排除在冰晶以外，将冰晶洗涤、分离、融化后即可得到淡水。分为直接冷冻法和间接冷冻法。间接冷冻法结构简单，控制方便，但传热效率没有直接冷冻法高，需要较大的传热面积。 （1）直接冷冻法 是冷冻剂或冷媒与海水直接接触而使海水结冰。其具体流程是：以不溶于水、沸点接近于海水冰点的冷媒（异丁烷）为冷冻剂，与预冷后的海水混合进入结晶器中；异丁烷气化吸热，海水冷冻结冰，交换的基本上是潜热；产生的冰盐水输送到连续对流洗涤塔的底部，从而分离出冰晶和浓海水；异丁烷蒸气从结晶器的顶部出去后进入LNG换热器降温液化，经泵加压后喷到结晶器的海水中循环使用。 海水淡化 间接冷冻法 ??? 间接冷冻海水淡化法是中间冷媒与海水以非直接接触的方式来传递冷量，使海水结晶的方法。 1，4－LNG 泵；2－甲烷液体储罐； 3，5，10－换热器； 6－压缩机； 7－C2+液体储罐； 8－闪蒸塔； 9－脱甲烷塔；11－再沸器 冷库 传统的冷库电耗很大。如果采用LNG的冷量作为冷库的冷源，将载冷剂氟利昂冷却到-65℃,再通过氟利