[發(fā)明專利]一種LNG冷能利用新方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710046662.2
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101344354A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章學(xué)來;盛青青;呂磊磊;楊培瑩;葉金
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉粉寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能源的使用方法，特別涉及一種LNG冷能利用新方法。

背景技術(shù)

21世紀(jì)，在人類迎來科技、經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的同時也面臨著環(huán)境惡化、城市人口膨脹等各種問題的威脅，而能源短缺也是一個不容忽略的方面。為了優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，天然氣作為一種潔凈環(huán)保、優(yōu)質(zhì)高效的能源燃料被世界各國廣泛利用，它的需求量也日益增加。天然氣是當(dāng)今世界能源消耗中的重要組成部分，其與煤炭、石油并稱為世界能源的三大支柱。

液化天然氣指在常壓或略高于常壓下利用低溫(-162℃)液化了的天然氣，簡稱LNG。LNG是氣田開采出來的天然氣經(jīng)過脫水、脫酸性氣體和重?zé)N類，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。純凈的LNG是無色、無味、無毒和透明的液體，LNG比水輕，不溶于水。LNG蒸汽溫度高于-110℃，比空氣輕，貨物泄漏時蒸汽往上升，易于擴散，因此發(fā)生爆炸的危險性相對LPG較輕。

LNG化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與空氣、水及其他液化氣貨品在化學(xué)上相容，不會起危險反應(yīng)(與氯可能有危險反應(yīng))。由于LNG的臨界溫度遠低于環(huán)境溫度，所以只能采用全冷凍的條件運輸和貯存。

LNG工業(yè)鏈?zhǔn)欠浅｝嫶蟮模饕ㄌ烊粴庖夯Υ妗⑦\輸、接收終端、氣化站等。當(dāng)?shù)蜏豅NG氣化時會放出的大量冷能，LNG冷能值大約是837kJ/kg，對這部分冷能的合理回收利用是LNG作為能源消耗的一個重要節(jié)能問題，同時也是影響經(jīng)濟效益的重要問題。

LNG蓄冷主要利用LNG氣化時富裕的冷能貯存起來，根據(jù)需氣化的LNG氣體的能，供冷主要集中在晚上，白天將充裕的冷能儲存起來。由于LNG溫度在-162℃左右，且單位冷能值極大，可運用到深冷領(lǐng)域。相變物質(zhì)的選擇是LNG蓄冷裝置研究的關(guān)鍵，要充分考慮相變物質(zhì)的熔點、沸點及安全性問題。而冰蓄冷主要是利用夜間的谷價電運行制冷機組將冷能儲存于蓄冷裝置中供白天冷能利用設(shè)備。冰蓄冷將白天的電力峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移到晚上，而冷能供給主要集中在白天，冷能利用在中高溫范圍內(nèi)。

LNG主要用于發(fā)電和城市燃?xì)猓琇NG的氣化負(fù)荷隨時間和季節(jié)變化發(fā)生波動。對天然氣的需求是白天和冬季多，所以LNG氣化所提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也隨之減少。LNG冷能能大小的波動，將會對冷能利用設(shè)備的運行產(chǎn)生不良影響，必須予以重視。目前我們國內(nèi)對LNG冷能的利用還沒有比較完善的方法，一些方法還不能夠充分的利用LNG氣化時所提供的冷能，而且運行時所需系統(tǒng)部件繁多，操作和維修復(fù)雜不方便，則浪費了很多的冷能，從而不能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上面所述的LNG冷能利用時所出現(xiàn)的操作繁瑣，利用不充分等問題而提供一種經(jīng)濟效益高、利用率高、操作簡單的LNG冷能的利用新方法。

為了達到所述目的，本發(fā)明提供的一種LNG冷能利用新方法，其主要是利用蓄能材料的潛熱存儲LNG冷能。其原理如下：白天和冬季時LNG冷能充裕時，當(dāng)LNG氣化時利用蓄能材料吸收并儲存其富裕的冷能；夜間和夏季時LNG冷能供應(yīng)不足時，可以利用的LNG冷能也隨之減少，此時可利用蓄能材料釋放白天儲存的冷能，供給冷能利用設(shè)備。

根據(jù)上述原理本發(fā)明的方法主要有以下幾步：

步驟1：再液化，將閃發(fā)的LNG蒸汽通過再液化裝置進行再液化，液化后的LNG再儲存于LNG儲液裝置中，從而提高LNG儲液裝置的安全性和LNG的利用率；

步驟2：蓄能，將LNG儲液裝置中的LNG與蓄冷裝置中的蓄能材料進行熱量交換，將LNG氣化時釋放的冷能儲存于蓄冷裝置中，同時將氣化的LNG輸出供做它用；

步驟3：釋能，需要使用冷能時通過蓄能材料溶解釋放冷能，再利用載冷劑將冷能傳遞給末端用冷裝置；

步驟4：優(yōu)化，在需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產(chǎn)生冷能提供給末端用冷裝置，其蒸汽通過液化裝置回收。

本方法中，其再液化裝置中利用膨脹機的絕熱膨脹降低LNG的溫度使其液化，以此作為液化流程的冷源。

在本方法中，其蓄能材料采用相變材料，相變材料潛熱大，可以儲存更多的冷能。

本方法可根據(jù)各個用戶所需溫度的不同，對LNG冷能可進行梯級利用：若用戶需要低溫，則只需將儲存LNG冷能的蓄能材料與一級載冷劑進行熱量交換；如果用戶需要較高的溫度，則可以在此基礎(chǔ)上利用換熱裝置進行二級、三級熱量交換；依次類推，可進行多級利用。

其中換熱裝置為板式換熱器。

本發(fā)明有益效果：