專利名稱：一種膨脹式可燃?xì)怏w液化裝置及流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種膨脹式可燃?xì)怏w液化裝置及流程屬節(jié)能與環(huán)保領(lǐng)域，主要利用壓縮和膨脹過程，實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w的液化，達(dá)到節(jié)能、減排和回收有用資源的目的。
背景技術(shù)：
目前我國石油消費(fèi)的40%以上依賴進(jìn)口，新一輪的石油危機(jī)已經(jīng)凸現(xiàn)。有關(guān)部門及人士已經(jīng)開始考慮國家能源石油戰(zhàn)略儲備問題。因此，新型潔凈能源的開發(fā)和利用不僅在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且在國家安全方面具有重要的意義。天然氣資源的開發(fā)利用對于我國社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有更加重要的意義。從能源角度講，廣義的天然氣包括常規(guī)意義上的天然氣，與石油共生的油田伴生氣和與煤炭共生的煤層氣等。我國煤層氣儲量與常規(guī)天然氣資源相當(dāng)，在30 35X IO12立方米左右。開采和充分利用邊遠(yuǎn)小儲量氣田、煤層氣等天然氣資源，一方面可為解決我國越來越嚴(yán)重的能源現(xiàn)狀貢獻(xiàn)力量，另一方面可以有效減少煤礦事故。此外，我國常規(guī)天然氣約超過50%分布在西部地區(qū)。在非常規(guī)天然氣資源中，煤層氣資源量在西部地區(qū)約占總資源量的30%。因此，開展天然氣開發(fā)利用技術(shù)的研究和推動后續(xù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于加快西部地區(qū)的發(fā)展也具有重要意義。除煤層氣資源外，我國還存在大量的零散氣田和邊遠(yuǎn)氣田的天然氣、油田伴生氣、 水溶氣、填埋氣、沼氣、火炬氣等天然氣資源，由于具有量小，難以輸運(yùn)等特點(diǎn)，目前卻沒有被有效利用，每年的天然氣消費(fèi)缺口卻靠進(jìn)口液化天然氣來補(bǔ)充。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年中國天然氣表觀消費(fèi)量875億立方米，在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中占3. 7%，而2009年我國天然氣的生產(chǎn)量僅為830億立方米，天然氣供需缺口達(dá)40多億立方米，此供需缺口由進(jìn)口量來補(bǔ)充，2009 年中國液化天然氣進(jìn)口量高達(dá)76. 4億立方米數(shù)據(jù)來源于BP2010年世界能源年度統(tǒng)計(jì)。據(jù)社科院發(fā)布的“2009能源藍(lán)皮書”預(yù)計(jì)，到2010年和2015年，我國天然氣消費(fèi)量將分別達(dá)到1200億立方米和2000億立方米左右；2010年我國天然氣供需缺口為200-300 億立方米，進(jìn)口占比約20% ;2015年缺口為300-700億立方米，2020年缺口將達(dá)到700-1000 億立方米，2015-2020年進(jìn)口占比有望進(jìn)一步擴(kuò)大至30% -40%。因此，開發(fā)小型撬裝式天然氣液化裝置，充分利用我國的現(xiàn)有資源，不僅可以緩解我國目前的能源緊張現(xiàn)狀，還可降低我國天然氣消費(fèi)對外依存度，對于能源安全具有十分重要的意義。由于各種原因，我國天然氣液化技術(shù)方面的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際水平。目前國內(nèi)幾乎沒有具有自主知識產(chǎn)權(quán)的液化工業(yè)和實(shí)際運(yùn)行的LNG裝置。因此有必要深入展開可燃?xì)怏w液化技術(shù)研究。液化天然氣(LNG)是天然氣經(jīng)過脫酸、脫水處理，通過低溫工藝液化而成的低溫液體混合物。液化天然氣的體積只有同量氣態(tài)體積的1/625，因而將其液化之后，一是有利于降低貯存和運(yùn)輸成本，便于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸；二是可以提高單位體積的燃值(達(dá)到相當(dāng)于汽油的水平)，用于發(fā)電和交通運(yùn)輸工具(汽車、船舶和飛機(jī))的燃料。此外，還具有清潔、環(huán)保等特點(diǎn)。天然氣液化裝置在國外的研究較早，早在1941年，美國在克里夫蘭建成了世界上第一套工業(yè)規(guī)模的LNG裝置，液化能力為8500m3/d。從上世紀(jì)60年代開始，LNG工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，規(guī)模越來越大，基本負(fù)荷型液化能力已達(dá)到2. 5 X 104m3/d。目前，天然氣的液化工藝主要有三類，分別為階式液化工藝、混合制冷劑制冷工藝和膨脹機(jī)制冷循環(huán)工藝。階式液化工藝通常采用三級制冷循環(huán)，不同冷劑在不同的溫度下蒸發(fā)，與不同溫位下的天然氣換熱，使天然氣逐級冷卻，達(dá)到液化的目的；階式液化工藝的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，但工藝復(fù)雜， 設(shè)備多，維護(hù)不便?；旌现评鋭┲评涔に囀悄壳皣釲NG裝置最常最常采用的工藝，因混合制冷劑在換熱器內(nèi)的變溫特性，使其能與混合組分的天然氣相匹配，達(dá)到降低冷熱流體間換熱溫差的目的，該方法避免了級聯(lián)式系統(tǒng)復(fù)雜的缺點(diǎn)，機(jī)組設(shè)備少，流程簡單，初期投資省，維護(hù)費(fèi)用少，但混合制冷劑的準(zhǔn)確配比比較困難，且壓縮機(jī)等設(shè)備泄露容易使混合組分偏離設(shè)計(jì)參數(shù)，造成系統(tǒng)效率下降，同時，能耗較高比階式蒸發(fā)循環(huán)高20%左右。目前，階式制冷和混合冷劑制冷的液化裝置在國外都在運(yùn)行，國外新投產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要為混合冷劑制冷工藝。膨脹機(jī)制冷循環(huán)多用于液化量較小的小型天然氣液化工廠，其系統(tǒng)簡單，體積小，操作方便，對原料氣組分變化適應(yīng)性強(qiáng)，缺點(diǎn)是能耗高如氮?dú)馀蛎浿评浔然旌现评鋭┲评溲h(huán)能耗高40%左右。我國在20世紀(jì)末開始對天然氣液化技術(shù)進(jìn)行研究，起步較晚。目前三種液化流程工藝在我國大型天然氣液化工廠中都有運(yùn)行，如階式制冷循環(huán)上海LNG事故調(diào)峰站、中原LNG工廠、膨脹機(jī)制冷循環(huán)陜北氣田液化天然氣示范工程和混合制冷劑制冷工藝新疆液化天然氣工廠。而對于撬裝式的小型液化工藝則主要以膨脹機(jī)液化流程為主要研究方向?；旌现评鋭┭h(huán)在國內(nèi)還沒有成熟的技術(shù)和設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，儀表控制系統(tǒng)復(fù)雜。因此，開發(fā)膨脹式小型可燃?xì)怏w液化系統(tǒng)適合我國目前的技術(shù)現(xiàn)狀，有利于快速實(shí)現(xiàn)液化系統(tǒng)的裝置化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種小型膨脹式的可燃?xì)怏w液化方法，該方法可實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w的液化，將大量存在于我國的零散氣田和邊遠(yuǎn)氣田的天然氣、油田伴生氣、水溶氣、填埋氣、沼氣、火炬氣等天然氣資源液化再利用，節(jié)約了能源，同時減小了目前因直接燃燒或排放而造成的大氣環(huán)境污染。為達(dá)到上述目的，本流程提供了一種利用空氣或氮?dú)鈮嚎s膨脹制冷和天然氣直接膨脹制冷的相耦合的天然氣液化裝置，其包括沿著可燃?xì)鈧鬏敺较虿贾玫拿撍撍嵫b置1、 預(yù)冷器2、可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3、過冷器4、液化可燃?xì)鈨?和為預(yù)冷器2、過冷器4提供冷量的壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組10 ；在其天然氣處理管路中，脫水脫酸裝置1通過管道穿過預(yù)冷器2，和可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3入口相連，可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3的出口通過管路穿過過冷器4，連接到可燃?xì)鈨? ；其中預(yù)冷器2與過冷器4由壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組10提供冷量；所述的壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組10，包括多級壓縮單元6，中間冷卻單元7，多級膨脹單元8和預(yù)冷器2，過冷器4組成；在制冷機(jī)組中，多級壓縮單元6是由多臺壓縮機(jī)依次串聯(lián)而成，每一臺壓縮機(jī)后連接一臺中間冷卻器；后再連接由多臺膨脹機(jī)依次串聯(lián)組成的多級膨脹單元8，最后一級膨脹機(jī)出口通過管道依次穿過預(yù)冷器2、過冷器4后連接到第一臺壓縮機(jī)的入口，形成一個循環(huán)，為預(yù)冷器2、過冷器4提供冷量。壓縮單元6是由三臺6a，6b，6c或兩臺或一臺壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)壓縮比為3 20 ；壓縮機(jī)6為離心式壓縮機(jī)或活塞式壓縮機(jī)或螺桿式壓縮機(jī)；膨脹單元8由三臺8a，8b，8c或兩臺或一臺膨脹機(jī)實(shí)現(xiàn)，膨脹機(jī)膨脹比為3 20。所述的膨脹機(jī)可以是單螺桿式，也可以是透平式的，還可以是活塞式的。中間冷卻單元7是通過水冷換熱器或氣冷換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻，此冷卻器可以集成在壓縮機(jī)內(nèi)部，或單獨(dú)外置在壓縮機(jī)外。壓縮機(jī)可以由同軸布置的一臺電動機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動機(jī)9來驅(qū)動，也可以由各自的電動機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動。所述的脫水脫酸裝置1包括脫水裝置和脫酸裝置；其采用吸附法實(shí)現(xiàn)可燃?xì)獾拿撍?、脫硫和脫重?zé)N等凈化功能，所采用的吸附劑為活性氧化鋁，或硅膠，或分子篩。所述的過冷器和預(yù)冷器由管殼式換熱器或板翅式換熱器構(gòu)成。所述的可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3可以是透平膨脹機(jī)，也可以是活塞式膨脹機(jī)，還可以是單螺桿式膨脹機(jī)；可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3可用節(jié)流閥代替。所述的液化可燃?xì)鈨?可以具有氣液分離的功能，也可以沒有氣液分離功能。待液化的可燃?xì)庖来谓?jīng)過脫水脫酸裝置1、預(yù)冷器2、可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3、過冷器4后， 可以連接一個節(jié)流閥11節(jié)流降壓，也可以不連接，經(jīng)過冷器4液化的可燃?xì)膺M(jìn)入液化可燃?xì)鈨?，帶壓儲存。待液化的可燃?xì)饨?jīng)過脫水脫酸裝置1除去水分、酸性氣體重?zé)N等組分后進(jìn)入預(yù)冷器2初步降溫，再經(jīng)過可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3進(jìn)一步膨脹降溫后，進(jìn)入過冷器4可燃?xì)馕绽淞恳夯俳?jīng)過節(jié)流閥11降壓，最后液化后的可燃?xì)膺M(jìn)入液化可燃?xì)鈨?儲存；在制冷循環(huán)機(jī)組10中，循環(huán)工質(zhì)依次壓縮單元6壓縮，中間冷卻單元7冷卻，形成常溫高壓氣體，后經(jīng)多級膨脹單元8產(chǎn)生低溫工質(zhì)依次為過冷器4和預(yù)冷器2提供冷量；所述的制冷循環(huán)機(jī)組10中的工質(zhì)可以是空氣，也可以是氮?dú)狻Ｋ鲅b置的具體流程為帶壓的待液化可然氣經(jīng)過脫水脫酸裝置1處理后，除掉了原料其中的水分、酸性氣體等雜質(zhì)，變?yōu)楦蓛舻母邏嚎扇粴?，進(jìn)入預(yù)冷器2將其溫度降至-80 -100°C，此時部分可燃?xì)怏w已經(jīng)液化，再經(jīng)過可燃?xì)馀蛎洐C(jī)3膨脹降溫至-120 -140°C，在此條件下可然氣還未全部液化，后經(jīng)過冷器4冷卻至-155 _165°C， 最終液化的天然氣進(jìn)入液化氣儲罐5，待運(yùn)。本發(fā)明所提出的液化流程，可實(shí)現(xiàn)可燃?xì)獾囊夯士蛇_(dá)到100%。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在(1)所述的可燃?xì)庖夯b置及流程采用壓縮膨脹制冷循環(huán)和天然氣直接膨脹制冷相耦合的制冷系統(tǒng)，一方面，可以充分利用高壓天然氣能量從而降低裝置能耗；另一方面， 通過輔助的制冷循環(huán)達(dá)到較低的溫度，可以提高裝置的液化率。(2)所述的可燃?xì)庖夯b置及流程中，在預(yù)冷器和過冷器兩級換熱器間采用中間膨脹降溫，使得過冷器和預(yù)冷器的換熱溫差減小，避免冷熱流體間的溫度交叉，減少冷量損失，降低了功耗。(3)所述的可燃?xì)庖夯b置及流程液化率較高，單位功耗較低，具有良好的節(jié)能效益 。(4)所述的可燃?xì)庖夯b置及流程的制冷工質(zhì)可以使用氮?dú)庖部梢允褂酶稍锏目諝猓评鋭┇@取方便，易于存放，工藝流程簡單，操作方便，易于撬裝，便于從事分散的天然氣液化工作。
(5)所述的壓縮膨脹制冷機(jī)組10采用了膨脹機(jī)代替了節(jié)流閥，可以有效回收工質(zhì)壓縮過程消耗的功，從而很大程度地降低了裝置的能耗，提高了能源的利用效率。


圖1.三級壓縮三級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖2.兩級壓縮三級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖3.兩級壓縮兩級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖4.單級壓縮單級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖5.單級壓縮兩級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖6.單級壓縮三級膨脹的可燃?xì)馀蛎浭揭夯b置及流程示意圖；圖中，1、脫水、脫酸裝置，2、預(yù)冷器，3、可燃?xì)馀蛎洐C(jī)或節(jié)流閥，4、過冷器，5、液化氣儲罐，6a，6b，6c、壓縮機(jī)，7a，7b，7c、中間冷卻器，8a，8b，8c、膨脹機(jī)，9、燃?xì)廨啓C(jī)電動機(jī)。 10、制冷機(jī)組、11節(jié)流閥。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例是針對帶壓的可燃?xì)膺M(jìn)行液化處理，帶壓的待液化可燃?xì)膺M(jìn)入脫水脫酸裝置1，除去可燃?xì)庵械乃旨八嵝詺怏w等雜質(zhì)，使其達(dá)到液化的標(biāo)準(zhǔn)。凈化后的可燃?xì)膺M(jìn)入預(yù)冷器2，將可燃?xì)怏w預(yù)冷至-80°C -100°C，預(yù)冷后的可燃?xì)饨?jīng)過膨脹機(jī)C3)膨脹降壓降溫，溫度降低至-120°C -140°C，從膨脹機(jī)出來的低溫可燃?xì)馀c來自壓縮膨脹式制冷機(jī)組的低溫工質(zhì)在過冷器內(nèi)進(jìn)行熱量交換，溫度進(jìn)一步降低至-155 -166°C，再經(jīng)過節(jié)流閥11降壓至100 200kPa，此時可燃?xì)庖讶恳夯罱K進(jìn)入液化氣儲罐5儲存，待運(yùn)。本實(shí)施例中預(yù)冷器2和過冷器4的冷量來自于空氣的壓縮膨脹制冷機(jī)組10 ；常壓的空氣經(jīng)由三級單螺桿壓縮機(jī)(6a，6b，6c)組成的壓縮單元6壓縮壓縮比分別為6，6，6后， 其壓力變?yōu)?16個大氣壓；壓縮后的空氣同時經(jīng)由三個空氣冷卻器7a，7b，7c組成的中間冷卻單元7冷卻，溫度變?yōu)槌?；后又?jīng)過由三級膨脹(8a，8b，8c)組成的膨脹單元8膨脹膨脹比為6，6，6后，其溫度將降至-178°C左右，壓力變回了 1個大氣壓，此低溫空氣在過冷器內(nèi)將可燃?xì)饫淠⑦^冷，同時剩余冷量進(jìn)入預(yù)冷器內(nèi)為可燃?xì)獾念A(yù)冷提供冷量。本實(shí)施例中，壓縮機(jī)動力的驅(qū)動是利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)同軸驅(qū)動三臺壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的壓縮膨脹制冷。經(jīng)模擬計(jì)算，此流程的天然氣液化率為100%，液化量llt/d。實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)例具體實(shí)施方式
與實(shí)施例1相似，所不同的是壓縮制冷機(jī)組10 中所采用的工質(zhì)為氮?dú)?，壓縮單元6由2級壓縮6a，6b組成，中間冷卻單元7由兩級7a，7b 來實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)的驅(qū)動是通過各自的電動機(jī)來驅(qū)動。實(shí)施例3如圖3所示，本實(shí)例具體實(shí)施方式
與實(shí)施例2相似，所不同的是壓縮制冷機(jī)組中所采用的工質(zhì)為空氣，制冷機(jī)組10由兩級壓縮6a，6b和兩級冷卻7a，7b和兩級膨脹8a，8b來實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，而膨脹機(jī)為螺桿膨脹機(jī)。
實(shí)施例4如圖4所示，本實(shí)施例的具體實(shí)施方式
與實(shí)施例3相似，所不同的是壓縮制冷機(jī)組 10由單級壓縮6、單級冷卻7和單級膨脹8來實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，而膨脹機(jī)為透平膨脹機(jī)，同時，待液化可燃?xì)饨?jīng)預(yù)冷器2預(yù)冷后，通過節(jié)流閥3實(shí)現(xiàn)了可燃?xì)獾墓?jié)流降溫，然后進(jìn)入過冷器4冷凝為液態(tài)。實(shí)施例5如圖5所示，本實(shí)施例的具體實(shí)施方式
與實(shí)施例4相似，所不同的是壓縮制冷機(jī)組 10中的膨脹單元8由兩級膨脹8a，8b來實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，而膨脹機(jī)為兩臺活塞式膨脹機(jī)。實(shí)施例6如圖6所示，本實(shí)施例的具體實(shí)施方式
與實(shí)施例5相似，所不同的是壓縮制冷機(jī)組 10中的膨脹單元8由三級膨脹8a，8b，8c來實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，而膨脹機(jī)為三臺單螺桿膨脹機(jī)，天然氣膨脹降溫降壓過程是通過膨脹機(jī)3來實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，包括沿著可燃?xì)鈧鬏敺较虿贾玫拿撍撍嵫b置(1)、 預(yù)冷器O)、可燃?xì)馀蛎洐C(jī)(3)、過冷器G)、液化可燃?xì)鈨? 和為預(yù)冷器O)、過冷器(4)提供冷量的壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組(10)；其特征在于在其天然氣處理管路中，脫水脫酸裝置(1)通過管道穿過預(yù)冷器O)，和可燃?xì)馀蛎洐C(jī)C3)入口相連，可燃?xì)馀蛎洐C(jī)(3) 的出口通過管路穿過過冷器G)，連接到可燃?xì)鈨?5)；其中預(yù)冷器( 與過冷器由壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組(10)提供冷量；所述的壓縮膨脹式制冷循環(huán)機(jī)組(10)，包括多級壓縮單元(6)，中間冷卻單元(7)，多級膨脹單元(8)和預(yù)冷器0)，過冷器(4)組成；在制冷機(jī)組(10)中，多級壓縮單元(6)是由多臺壓縮機(jī)依次串聯(lián)而成，每一臺壓縮機(jī)后連接一臺中間冷卻器；后再連接由多臺膨脹機(jī)依次串聯(lián)組成的多級膨脹單元(8)，最后一級膨脹機(jī)出口通過管道依次穿過預(yù)冷器O)、 過冷器(4)后連接到第一臺壓縮機(jī)的入口，形成一個循環(huán)，為預(yù)冷器O)、過冷器(4)提供冷量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于壓縮單元(6)是由三臺(6a，6b，6c)或兩臺或一臺壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)，壓縮機(jī)壓縮比為3 20 ；壓縮機(jī)(6)為離心式壓縮機(jī)或活塞式壓縮機(jī)或螺桿式壓縮機(jī)；膨脹單元(8)由三臺(8a，8b，8c)或兩臺或一臺膨脹機(jī)實(shí)現(xiàn)，膨脹機(jī)膨脹比為3 20。所述的膨脹機(jī)可以是單螺桿式，也可以是透平式的， 還可以是活塞式的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于中間冷卻單元(7) 是通過水冷換熱器或氣冷換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻，此冷卻器可以集成在壓縮機(jī)內(nèi)部，或單獨(dú)外置在壓縮機(jī)外。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于壓縮機(jī)可以由同軸布置的一臺電動機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動機(jī)(9)來驅(qū)動，也可以由各自的電動機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于所述的脫水脫酸裝置(1)包括脫水裝置和脫酸裝置；其采用吸附法實(shí)現(xiàn)可燃?xì)獾拿撍?、脫硫和脫重?zé)N等凈化功能，所采用的吸附劑為活性氧化鋁，或硅膠，或分子篩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于所述的過冷器和預(yù)冷器由管殼式換熱器或板翅式換熱器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于所述的可燃?xì)馀蛎洐C(jī)C3)可以是透平膨脹機(jī)，也可以是活塞式膨脹機(jī)，還可以是螺桿式膨脹機(jī)；可燃?xì)馀蛎洐C(jī)⑶可用節(jié)流閥代替。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于所述的液化可燃?xì)鈨?5)可以具有氣液分離的功能，也可以沒有氣液分離功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置，其特征在于待液化的可燃?xì)庖来谓?jīng)過脫水脫酸裝置(1)、預(yù)冷器( 、可燃?xì)馀蛎浝鋮s器C3)、過冷器(4)后，可以連接一個節(jié)流閥(11)節(jié)流降壓，也可以不連接，經(jīng)過冷器(4)液化的可燃?xì)膺M(jìn)入液化可燃?xì)鈨?5)，帶壓儲存。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膨脹式可燃?xì)庖夯b置的工作流程，其特征在于待液化的可燃?xì)饨?jīng)過脫水脫酸裝置(1)進(jìn)入預(yù)冷器O)，再經(jīng)過可燃?xì)馀蛎洐C(jī)C3)膨脹降溫后，進(jìn)入過冷器(4)可燃?xì)馕绽淞恳夯?，再?jīng)過節(jié)流閥(11)降壓，最后液化后的可燃?xì)膺M(jìn)入液化可燃?xì)鈨? 儲存；在制冷循環(huán)機(jī)組(10)中，循環(huán)工質(zhì)依次壓縮單元(6)壓縮，中間冷卻單元(7)冷卻，形成常溫高壓氣體，后經(jīng)多級膨脹單元(8)產(chǎn)生低溫工質(zhì)依次為過冷器 (4)和預(yù)冷器(2)提供冷量；所述的制冷循環(huán)機(jī)組(10)中的工質(zhì)可以是空氣，也可以是氮?dú)狻?br> 全文摘要
一種膨脹式可燃?xì)怏w液化裝置及流程，屬節(jié)能與環(huán)保領(lǐng)域。其包括脫水脫酸裝置，預(yù)冷器，單螺桿膨脹機(jī)，過冷器，液化氣儲罐、制冷循環(huán)和節(jié)流閥。其中，制冷循環(huán)由多級壓縮單元、中間冷卻單元和多級膨脹單元過冷器、預(yù)冷器組成，它與可燃?xì)庵苯优蛎浿评湎囫詈希瑸榇夯扇細(xì)馓峁├淞?。?jīng)過脫水脫酸裝置過濾凈化后的可燃?xì)馐紫冗M(jìn)入預(yù)冷器，進(jìn)行預(yù)冷；然后經(jīng)過可然氣膨脹機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步膨脹降溫冷卻，再進(jìn)入過冷器過冷液化，之后再經(jīng)過節(jié)流閥降低壓力，最終轉(zhuǎn)化成液化可然氣進(jìn)入儲罐，待運(yùn)。本液化裝置采用天然氣直接膨脹和利用空氣或氮?dú)舛嗉墘嚎s膨脹聯(lián)合制冷，充分利用了原料天然氣的壓力能，降低了能耗，提高了裝置的液化效率。
文檔編號C10L3/10GK102200370SQ20111010080
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者吳玉庭, 王通旭, 馬重芳, 鹿院衛(wèi) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)