[發(fā)明專利]一種利用液化天然氣終端冷能制取富氧的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010050238.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113137828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴家俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賴家俊
• 主分類號(hào): F25J3/04
• 分類號(hào): F25J3/04;F17C9/04;F17C13/04;F17C13/00;F17D1/02;F17D1/14;F17D3/01;F17D3/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于液化天然氣終端的天然氣冷能利用領(lǐng)域。現(xiàn)有液化天然氣終端應(yīng)用經(jīng)儲(chǔ)罐（1）存儲(chǔ)，空溫式汽化器（2）升溫，調(diào)壓、穩(wěn)壓、計(jì)量設(shè)備（3）后，經(jīng)出站管道輸送至終端用氣設(shè)備，與空氣混合燃燒應(yīng)用。本發(fā)明涉及一種利用終端液化天然氣冷能制取富氧的系統(tǒng)和方法，將空氣分離成富氧和污氮，富氧配送至天然氣終端參與燃燒，提高天然氣終端經(jīng)濟(jì)效益；富氧制取系統(tǒng)包含空氣過(guò)濾壓縮單元、空氣凈化單元、LNG冷能回收單元、冷媒循環(huán)單元、空氣液化分餾單元、液氧啟動(dòng)或緩沖單元；是在一個(gè)新的領(lǐng)域終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)σ夯烊粴饫浠厥铡?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液化天然氣終端的冷能利用領(lǐng)域，特別涉及一種利用液化天然氣終端冷能制取富氧的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

節(jié)能減排的大背景下，液化天然氣終端氣化站隨著液化天然氣在工業(yè)生產(chǎn)中的普及而得到廣泛應(yīng)用。液化天然氣終端氣化站是在燃?xì)夤艿牢锤采w區(qū)域，解決終端用戶天然氣用氣需求的主要方式，有利于減輕燃?xì)馐姓艿赖姆逯地?fù)荷，提高終端用戶用氣應(yīng)急保障能力，也是近幾年LNG銷量增加的主要渠道。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)LNG進(jìn)口5378萬(wàn)噸，同比上漲41.2%。

液化天然氣冷能可以用于空氣分離、制冰、輕烴精餾、二氧化碳捕集和低溫冷庫(kù)等領(lǐng)域，節(jié)約生產(chǎn)過(guò)程的能耗。由于本系統(tǒng)是氧氣富集區(qū)，天然氣為可燃化合物，因此，對(duì)液化天然氣冷能的利用采用冷媒介質(zhì)傳遞冷能，避免天然氣與富氧的直接換熱或接觸。在天然氣多聯(lián)供、電廠、冶練、玻璃制造、工業(yè)窯爐燃燒等應(yīng)用領(lǐng)域，富氧燃燒技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。本系統(tǒng)過(guò)利用液化天然氣氣化過(guò)程釋放的冷能，可以顯著降低耗電量，有利于降低富氧制取成本，提高終端天然氣應(yīng)用能源利用效率。

液化天然氣在進(jìn)入終端用戶燃?xì)夤艿狼埃枰獜纳罾湟夯癄顟B(tài)氣化至常溫，液化天然氣氣化過(guò)程釋放大量高品位冷能，但目前在液化天然氣終端，大部分用戶采用空溫式汽化器向空氣排放冷能，未對(duì)此部分冷能進(jìn)行利用。

目前，利用液化天然氣終端冷能制取富氧是新的應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)已經(jīng)公布了多個(gè)利用接收站液化天然氣冷能制取高壓富氧、進(jìn)行空氣分離的專利技術(shù)。

1.在中國(guó)發(fā)明專利CN 105783424A介紹的一種利用接收站液化天然氣冷能生產(chǎn)高壓富氧的空氣分離方法，該發(fā)明在常規(guī)雙塔空分流程基礎(chǔ)上增設(shè)中壓分餾塔，原料空氣分高壓、中壓、低壓分別凈化處理和配送，系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜；此外該專利回收液化天然氣接收站的高壓LNG冷能，因液化天然氣接收站離富氧需求的終端用戶較遠(yuǎn)，配送難度高；且液化天然氣接收站較少，該發(fā)明應(yīng)用范圍較窄，該發(fā)明不適用于液化天然氣終端。

2.在中國(guó)發(fā)明專利CN 109140903A利用液化天然氣冷能的空氣分離方法中，為充分利用LNG的冷能，一方面將深冷部分的LNG冷能用于氮?dú)獾睦鋮s液化，為空氣分離過(guò)程提供冷能；另一方面通過(guò)液氮反流補(bǔ)冷的方式匹配接收站LNG冷量變化，提高了該系統(tǒng)應(yīng)對(duì)接收站LNG冷量波動(dòng)的穩(wěn)定性。由于該發(fā)明以液化天然氣接收站的充足LNG作為冷源進(jìn)行空分，產(chǎn)品為液氧、液氮；不適用終端用戶利用液化天然氣和富氧直接燃燒應(yīng)用的需求，該發(fā)明不適用于液化天然氣終端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在新的應(yīng)用領(lǐng)域利用液化天然氣終端冷能制取富氧，提供一種利用液化天然氣終端冷能制取富氧的方法，回收LNG高品位冷能；該方法包含空氣過(guò)濾壓縮、空氣凈化、LNG冷能回收、冷媒循環(huán)、空氣液化分餾、液氧啟動(dòng)/緩沖過(guò)程；先將空氣壓縮凈化，利用成品富氧、成品污氮冷卻，然后利用LNG冷能經(jīng)過(guò)冷媒節(jié)流降溫循環(huán)進(jìn)一步降溫與空氣換熱，將空氣液化，在經(jīng)精餾塔將液化空氣分餾成液態(tài)富氧和污氮?dú)猓簯B(tài)富氧與原料空氣換熱后氣化成富氧，經(jīng)管道配送至終端用戶參與天然氣燃燒或者應(yīng)用。