[發(fā)明專利]一種LNG冷能梯級(jí)利用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610052154.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105545390A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇陽(yáng);潘振;商麗艷;文江波;王昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K23/00
• 分類號(hào): F01K23/00;F01K25/10;F01K25/14;F25J3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，依據(jù)LNG的汽化特性曲線， 將LNG冷能與燃煤廢氣余熱聯(lián)合應(yīng)用，建立LNG冷能梯級(jí)回收利用系統(tǒng)， 在利用冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同時(shí)，可以對(duì)燃煤廢氣中的CO₂進(jìn)行液 化捕集。達(dá)到了節(jié)能減排的目的，屬于能量的轉(zhuǎn)換利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

2015年12月12日巴黎氣候變化大會(huì)通過(guò)全球氣候變化新協(xié)定，《巴 黎協(xié)定》中指出各方將加強(qiáng)對(duì)氣候變化威脅的全球應(yīng)對(duì)，并定下了本世紀(jì) 下半葉實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標(biāo)。而我國(guó)是以煤炭為一次性能源、以 火力發(fā)電為主的國(guó)家，以300MW燃煤機(jī)組為例，其CO₂年排放量約為 1.5×10⁶t，在造成嚴(yán)重的環(huán)境污染的同時(shí)又浪費(fèi)了大量的低溫?zé)崮堋?

LNG作為一種超低溫(-162℃)液體，汽化過(guò)程中釋放大量的冷能， 約為830kJ/kg，世界各國(guó)都在努力探索提高LNG冷能利用率的途徑和方法， 但目前冷能利用率仍不是很高。

近年來(lái)經(jīng)眾多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，將LNG冷能和低溫余熱聯(lián)合應(yīng)用可達(dá)到 較好的能源利用效果，能夠有效提高冷能利用率。故此，依據(jù)LNG的汽化 特性曲線，將LNG冷能與燃煤廢氣余熱聯(lián)合應(yīng)用，建立LNG冷能梯級(jí)利 用系統(tǒng)，在利用LNG冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同時(shí)，可以對(duì)燃煤廢氣中 的CO₂進(jìn)行液化捕集，提高LNG冷能利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，依據(jù)LNG的汽化特性曲線， 將LNG冷能與燃煤廢氣余熱聯(lián)合應(yīng)用，建立LNG冷能梯級(jí)利用系統(tǒng)，在 利用LNG冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同時(shí)，可以對(duì)燃煤廢氣中的CO₂進(jìn)行 液化捕集，提高LNG冷能利用率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明所述一種 LNG冷能梯級(jí)利用方法，方法中涉及的裝置包括：LNG加壓泵(1)；冷凝 器I(2)；工質(zhì)泵I(3)；蒸發(fā)器I(4)；膨脹透平機(jī)I(5)；發(fā)電機(jī)I (6)；冷凝器Ⅱ(7)；工質(zhì)泵Ⅱ(8)；蒸發(fā)器Ⅱ(9)；膨脹透平機(jī)Ⅱ (10)；發(fā)電機(jī)Ⅱ(11)；節(jié)流閥(12)；氣體壓縮機(jī)(13)；廢氣預(yù)冷 器(14)；混合器(15)；CO₂液化器(16)；氣液分離器(17)；其特征 在于：LNG經(jīng)加壓泵(1)、冷凝器I(2)、冷凝器Ⅱ(7)進(jìn)行換熱，換 熱后的LNG分為兩股，一股經(jīng)節(jié)流閥(12)、預(yù)冷器(14)進(jìn)入混合器(15)， 另一股直接進(jìn)入混合器(15)，混合后的LNG進(jìn)入CO₂液化器(16)，對(duì) CO₂進(jìn)行冷卻液化，隨后進(jìn)入管網(wǎng)；燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器I(4)、蒸發(fā)器Ⅱ (9)、氣體壓縮機(jī)(13)、廢氣預(yù)冷器(14)、CO₂液化器(16)、氣液 分離器(17)后得到液態(tài)CO₂和攜帶部分低溫冷能的廢氣，低溫廢氣回到 預(yù)冷器(14)為燃煤廢氣預(yù)冷提供部分冷能；工質(zhì)I經(jīng)冷凝器I(2)、工 質(zhì)泵I(3)、蒸發(fā)器I(4)后，成為高溫高壓工質(zhì)I蒸汽，隨后進(jìn)入膨脹 透平機(jī)I(5)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)I(6)發(fā)電；工質(zhì)Ⅱ經(jīng)冷凝器Ⅱ(7)、工 質(zhì)泵Ⅱ(8)、蒸發(fā)器Ⅱ(9)后，成為高溫高壓工質(zhì)Ⅱ蒸汽，隨后進(jìn)入膨 脹透平機(jī)Ⅱ(10)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)Ⅱ(11)發(fā)電。

所述的一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，依據(jù)LNG的汽化特性曲線，將 LNG冷能與燃煤廢氣余熱聯(lián)合應(yīng)用，在利用冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同 時(shí)，可以對(duì)燃煤廢氣中的CO₂進(jìn)行液化捕集。提高了LNG冷能利用率，達(dá) 到了節(jié)能減排的目的。

所述的一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，選取制冷劑R1150作為發(fā)電單元I 中的循環(huán)工質(zhì)。選取制冷劑R170作為發(fā)電單元Ⅱ中的循環(huán)工質(zhì)。

所述的一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器I(4)、蒸發(fā) 器Ⅱ(4)兩次換熱后，進(jìn)入預(yù)冷器(14)，與經(jīng)冷凝器I(2)、冷凝器Ⅱ (7)兩次換熱后的LNG和通過(guò)氣液分離器(17)分離出的低溫廢氣進(jìn)行 換熱預(yù)冷，達(dá)到預(yù)冷降溫的作用。

所述的一種LNG冷能梯級(jí)利用方法，燃煤廢氣經(jīng)CO₂液化器(16)后， 通過(guò)氣液分離器(17)進(jìn)行氣液分離，得到的攜帶低溫冷能的低溫廢氣回 到預(yù)冷器(14)，為燃煤廢氣預(yù)冷提供部分的冷量。達(dá)到節(jié)能減排的目的。