一種lng冷能梯級利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種LNG冷能梯級利用方法，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，可以對燃煤廢氣中的CO2進行液化捕集。達到了節(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)】
[0002]2015年12月12日巴黎氣候變化大會通過全球氣候變化新協(xié)定，《巴黎協(xié)定》中指出各方將加強對氣候變化威脅的全球應(yīng)對，并定下了本世紀下半葉實現(xiàn)溫室氣體凈零排放的目標。而我國是以煤炭為一次性能源、以火力發(fā)電為主的國家，以300MW燃煤機組為例，其CO2年排放量約為1.5X106t，在造成嚴重的環(huán)境污染的同時又浪費了大量的低溫熱能。
[0003]LNG作為一種超低溫(_162°C)液體，汽化過程中釋放大量的冷能，約為830kJ/kg，世界各國都在努力探索提高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。
[0004]近年來經(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冷能梯級利用系統(tǒng)，在利用LNG冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同時，可以對燃煤廢氣中的CO2進行液化捕集，提高LNG冷能利用率，達到節(jié)能減排的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種LNG冷能梯級利用方法，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冷能梯級利用系統(tǒng)，在利用LNG冷能和燃煤廢氣余熱發(fā)電的同時，可以對燃煤廢氣中的CO2進行液化捕集，提高LNG冷能利用率，達到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明所述一種LNG冷能梯級利用方法，方法中涉及的裝置包括:LNG加壓栗(I);冷凝器I(2);工質(zhì)栗1(3);蒸發(fā)器1(4);膨脹透平機1(5);發(fā)電機1(6);冷凝器Π (7);工質(zhì)栗Π (8);蒸發(fā)器Π (9);膨脹透平機Π (10);發(fā)電機Π (11);節(jié)流閥(12);氣體壓縮機(13);廢氣預(yù)冷器(14);混合器(15) ;C02液化器(16);氣液分離器(17);其特征在于:LNG經(jīng)加壓栗(I)、冷凝器1(2)、冷凝器Π (7)進行換熱，換熱后的LNG分為兩股，一股經(jīng)節(jié)流閥(12)、預(yù)冷器(14)進入混合器(15)，另一股直接進入混合器(15)，混合后的LNG進入CO2液化器(16)，對CO2進行冷卻液化，隨后進入管網(wǎng)；燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π (9)、氣體壓縮機(13)、廢氣預(yù)冷器(14)、⑶2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1(2)、工質(zhì)栗1(3)、蒸發(fā)器1(4)后，成為高溫高壓工質(zhì)I蒸汽，隨后進入膨脹透平機1(5)做功，帶動發(fā)電機1(6)發(fā)電；工質(zhì)Π經(jīng)冷凝器Π (7)、工質(zhì)栗Π (8)、蒸發(fā)器Π (9)后，成為高溫高壓工質(zhì)Π蒸汽，隨后進入膨脹透平機Π (10)做功，帶動發(fā)電機Π (11)發(fā)電。
[0006]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，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，可以對燃煤廢氣中的CO2進行液化捕集。提高了LNG冷能利用率，達到了節(jié)能減排的目的。
[0007]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，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Π中的循環(huán)工質(zhì)。
[0008]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π(4)兩次換熱后，進入預(yù)冷器(14)，與經(jīng)冷凝器1(2)、冷凝器Π (7)兩次換熱后的LNG和通過氣液分離器
(17)分離出的低溫廢氣進行換熱預(yù)冷，達到預(yù)冷降溫的作用。
[0009]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，燃煤廢氣經(jīng)⑶2液化器(16)后，通過氣液分離器(17)進行氣液分離，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。達到節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0010]圖1為一種LNG冷能梯級利用方法流程示意圖
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖來具體說明本發(fā)明專利。
[0012]本發(fā)明所述的一種LNG冷能梯級利用方法，方法中涉及的裝置包括:LNG加壓栗
(1);冷凝器1(2);工質(zhì)栗1(3);蒸發(fā)器1(4);膨脹透平機1(5);發(fā)電機1(6);冷凝器Π(7);工質(zhì)栗Π (8);蒸發(fā)器Π (9);膨脹透平機Π( 10);發(fā)電機Π (11);節(jié)流閥(12);氣體壓縮機
[13];廢氣預(yù)冷器(14);混合器(15);C02液化器(16);氣液分離器(17);其特征在于:LNG經(jīng)加壓栗(I)、冷凝器I (2)、冷凝器Π (7)進行換熱，換熱后的LNG分為兩股，一股經(jīng)節(jié)流閥
[12]、預(yù)冷器(14)進入混合器(15)，另一股直接進入混合器(15)，混合后的LNG進入⑶2液化器(16)，對CO2進行冷卻液化，隨后進入管網(wǎng)；燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π (9)、氣體壓縮機(13)、廢氣預(yù)冷器(14)、C02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)栗1(3)、蒸發(fā)器1(4)后，成為高溫高壓工質(zhì)I蒸汽，隨后進入膨脹透平機1(5)做功，帶動發(fā)電機1(6)發(fā)電；工質(zhì)Π經(jīng)冷凝器Π (7)、工質(zhì)栗Π (8)、蒸發(fā)器Π (9)后，成為高溫高壓工質(zhì)Π蒸汽，隨后進入膨脹透平機Π (10)做功，帶動發(fā)電機Π (11)發(fā)電。
[0013]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，發(fā)電單元I中選取制冷劑Rl150作為循環(huán)工質(zhì)，R1150經(jīng)工質(zhì)栗1(3)加壓后進入蒸發(fā)器1(4)與燃煤廢氣進行換熱蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)器1(4)后的高溫高壓R1150氣體進入膨脹透平機1(5)進行做功，帶動發(fā)電機1(6)發(fā)電，做功后的R1150氣體進入冷凝器1(2)與經(jīng)LNG加壓栗(I)加壓后的LNG進行換熱冷凝。發(fā)電單元Π中選取制冷劑R170作為循環(huán)工質(zhì)，R170經(jīng)工質(zhì)栗Π(8)加壓后進入蒸發(fā)器Π(9)與經(jīng)R1150進行換熱后的燃煤廢氣進行換熱蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)器Π (9)后的高溫高壓R170氣體進入膨脹透平機Π
(10)進行做功，帶動發(fā)電機Π (11)發(fā)電，做功后的R170氣體進入冷凝器Π (7)與經(jīng)R170進行冷凝換熱后的LNG進行換熱冷凝。
[0014]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π(4)兩次換熱后，進入壓縮機(13)增壓至指定壓力，經(jīng)壓縮機(13)加壓后的高壓燃煤廢氣進入預(yù)冷器
(14)，與經(jīng)冷凝器1(2)、冷凝器Π (7)兩次換熱后的LNG和通過氣液分離器(17)分離出的低溫廢氣進行換熱預(yù)冷，達到預(yù)冷降溫的作用。
[0015]所述的一種LNG冷能梯級利用方法，燃煤廢氣經(jīng)CO2液化器(16)后，通過氣液分離器(17)進行氣液分離，得到液態(tài)CO2及攜帶部分冷能的低溫廢氣，低溫廢氣回到預(yù)冷器
(14)，為燃煤廢氣預(yù)冷提供部分的冷量。達到節(jié)能減排的目的。
【主權(quán)項】
1.一種LNG冷能梯級利用方法，方法中采用的裝置包括:LNG加壓栗(I);冷凝器1(2);工質(zhì)栗1(3);蒸發(fā)器1(4);膨脹透平機1(5);發(fā)電機1(6);冷凝器Π (7);工質(zhì)栗Π (8);蒸發(fā)器Π (9);膨脹透平機Π (10);發(fā)電機Π (11);節(jié)流閥(12);氣體壓縮機(13);廢氣預(yù)冷器(14);混合器(15) ;C02液化器(16);氣液分離器(17);其特征在于:LNG經(jīng)加壓栗(1)、冷凝器1(2)、冷凝器Π (7)進行換熱，換熱后的LNG分為兩股，一股經(jīng)節(jié)流閥(12)、預(yù)冷器(14)進入混合器(15)，另一股直接進入混合器(15)，混合后的LNG進入⑶2液化器(16)，對CO2進行冷卻液化，隨后進入管網(wǎng)；燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π (9)、氣體壓縮機(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1(2)、工質(zhì)栗1(3)、蒸發(fā)器1(4)后，成為高溫高壓工質(zhì)I蒸汽，隨后進入膨脹透平機1(5)做功，帶動發(fā)電機1(6)發(fā)電；工質(zhì)Π經(jīng)冷凝器Π (7)、工質(zhì)栗Π (8)、蒸發(fā)器Π (9)后，成為高溫高壓工質(zhì)Π蒸汽，隨后進入膨脹透平機Π( 10)做功，帶動發(fā)電機Π( 11)發(fā)電。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種LNG冷能梯級利用方法，其特征在于: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，可以對燃煤廢氣中的CO2進行液化捕集。提高了LNG冷能利用率，達到了節(jié)能減排的目的。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種LNG冷能梯級利用方法，其特征在于:選取制冷劑Rl150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Π中的循環(huán)工質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種LNG冷能梯級利用方法，其特征在于:燃煤廢氣經(jīng)蒸發(fā)器1(4)、蒸發(fā)器Π (4)兩次換熱后，進入預(yù)冷器(14)，與經(jīng)冷凝器1(2)、冷凝器Π (7)兩次換熱后的LNG和通過氣液分離器(17)分離出的低溫廢氣進行換熱預(yù)冷，達到預(yù)冷降溫的作用。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種LNG冷能梯級利用方法，其特征在于:燃煤廢氣經(jīng)0)2液化器(16)后，通過氣液分離器(17)進行氣液分離，得到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。達到節(jié)能減排的目的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及能量的轉(zhuǎn)換利用領(lǐng)域。從冷能利用角度出發(fā)，將LNG冷能與燃煤廢氣余熱聯(lián)合應(yīng)用，提高了LNG冷能利用率，達到了節(jié)能減排的目的。本專利涉及一種LNG冷能梯級利用方法，方法涉及的裝置主要由：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I(5)；發(fā)電機I(6)；冷凝器Ⅱ(7)；工質(zhì)泵Ⅱ(8)；蒸發(fā)器Ⅱ(9)；膨脹透平機Ⅱ(10)；發(fā)電機Ⅱ(11)；節(jié)流閥(12)；氣體壓縮機(13)；廢氣預(yù)冷器(14)；混合器(15)；CO2液化器(16)；氣液分離器(17)組成，本發(fā)明主要應(yīng)用于LNG冷能發(fā)電及CO2液化。
【IPC分類】F01K23/00, F01K25/14, F01K25/10, F25J3/08
【公開號】CN105545390
【申請?zhí)枴緾N201610052154
【發(fā)明人】仇陽, 潘振, 商麗艷, 文江波, 王昆
【申請人】遼寧石油化工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月25日