一种LNG冷能梯级利用装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种LNG冷能梯级利用装置和方法，所述LNG冷能梯级利用装置包括第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元、第四换热单元、空气分离单元以及烟气分离单元，通过所述LNG冷能梯级利用装置和方法开发出了能够同时进行空气分离、烟气分离以及LNG冷能发电的LNG冷能多级利用方式，增加了LNG冷能利用方式的多样性，也增加了LNG输出产品的多样性，进而提高了LNG冷能的利用率。此外，所述LNG冷能梯级利用装置和方法能够处理烟气，变废为宝，减小环境污染，且工艺能耗低，进一步降低了工艺流程成本，具有可观的社会效益和经济效益。

A LNG cold energy cascade utilization device and method

【技术实现步骤摘要】
一种LNG冷能梯级利用装置和方法
本专利技术涉及LNG冷能利用
，特别是一种LNG冷能梯级利用方法与装置。
技术介绍
LNG是将天然气在常压条件下，降温至-162℃左右，制得的无色、透明的液体，液化过程可将天然气体积可以缩小至1/625，有利于储存和长距离运输。一般情况下，进口LNG在运输到接收站之后，需将液态天然气转化为气态才能使用。LNG气化后可并入燃气管网输送给终端用户，气化过程会释放出约830kJ/kg的冷能。LNG冷能回收可用于冷能发电、空气分离、低温粉碎、蓄冷业和LNG轻烃回收等。目前已有的LNG冷能利用的装置和方法，多是针对单一利用方式设计的，而单一的冷能利用方式仅能利用较小温度区间内的冷能，导致目前LNG冷能利用率仅为8％～20％。因此现有技术还有待改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供一种LNG冷能梯级利用装置和方法，旨在克服现有LNG冷能利用的装置和方法冷能利用方式单一、LNG冷能利用率低的问题。本专利技术提供的技术方案如下：一种LNG冷能梯级利用装置，其中，其包括第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元、第四换热单元、空气分离单元以及烟气分离单元，其中，第一换热单元与第二换热单元和第三换热单元依次相连，所述第二换热单元与第四换热单元相连，所述第四换热单元与所述空气分离单元相连，所述烟气分离单元与所述第三换热单元相连；所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路；所述第三换热单元通入的空气依次通过第二换热单元、第四换热单元以及空气分离单元，以形成空气分离支路；所述第三换热单元通入的烟气通过烟气分离单元以形成烟气分离支路。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述LNG冷能回收支路中还包括LNG发电单元，所述第一换热单元以及第二换热单元均和所述LNG发电单元相连。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路之前还包括，所述第一换热单元通入的LNG依次通入第二换热单元和LNG发电单元再循环回到第一换热单元以形成LNG冷能循环支路。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述LNG冷能回收支路中还包括多级冷媒发电单元，所述多级冷媒发电单元和第二换热单元相连。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述多级冷媒发电单元还包括第一冷媒发电单元和第二冷媒发电单元，所述第一冷媒发电单元和第二换热单元相连，所述第二冷媒发电单元和第一冷媒发电单元相连。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述空气分离单元包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第四换热单元、第一精馏塔和第二精馏塔依次相连。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述空气分离支路还包括第三冷媒发电单元，所述第三冷媒发电单元和第四换热单元，同时还和第一换热单元相连。所述LNG冷能梯级利用装置，其中，所述烟气分离支路还包括处理单元，所述处理单元包括存储罐和干冰机，所述第三换热单元、存储罐和干冰机依次相连。一种LNG冷能梯级利用方法，其中，包括如下步骤:LNG冷能回收步骤：LNG依次与第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元进行热交换释放LNG冷能得到气态天然气后输出至外部；空气分离步骤：空气依次与第三换热单元和第二换热单元进行热交换以逐步吸收所述LNG冷能，再通入第四换热单元进一步降温液化得到液化空气，所述液化空气经过空气分离单元分馏得到液氮和液氧；烟气分离步骤：烟气通入第三换热单元吸收LNG冷能后再通入烟气分离单元分离得到氮气和液化CO2。所述LNG冷能梯级利用方法，其中，所述LNG冷能回收步骤中还包括冷能发电步骤：所述第一换热单元通入的LNG经过第二换热单元之后释放LNG冷能，LNG发电单元利用该LNG冷能直接进行LNG冷能发电。有益效果：本专利技术公开了一种LNG冷能梯级利用装置和方法，所述LNG冷能梯级利用装置和方法开发出了能够同时进行空气分离、烟气分离以及LNG冷能发电的多种LNG冷能利用方式，增加了LNG冷能利用方式的多样性，也增加了输出产品的多样性，进而提高了LNG冷能的利用率；此外，所述LNG冷能梯级利用装置和方法能够变废为宝，减小环境污染，且能耗低，进一步降低了工艺流程成本，具有可观的社会效益和经济效益。附图说明图1是一种LNG冷能梯级利用装置和方法的示意图。具体实施方式本专利技术提供一种LNG冷能梯级利用装置和方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面通过附图1结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本实施例提供了一种LNG冷能梯级利用装置和方法，包括第一换热单元10、第二换热单元20、第三换热单元30、第四换热单元40、空气分离单元50、烟气分离单元60，其中，第一换热单元10与第二换热单元20和第三换热单元30依次相连，所述第二换热单元20与第四换热单元40相连，所述第四换热单元40与所述空气分离单元50相连，所述烟气分离单元60与所述第三换热单元30相连；所述第一换热单元10通入的LNG依次通过第二换热单元20和第三换热单元30以形成冷能回收支路；所述第三换热单元30通入的空气依次通过第二换热单元20、第四换热单元40以及空气分离单元50，以形成空气分离支路；所述第三换热单元30通入的烟气通过烟气分离单元60以形成烟气分离支路。所述LNG冷能梯级利用装置和方法可以通过多种方式加以利用所述冷能回收支路释放的LNG冷能，具体地，可以通过单一换热的冷能利用方式实现LNG冷能的多级利用。所述单一换热的冷能利用方式主要是按温度位匹配的原则将冷量通过换热器转换成合适温度位的冷量，继而传递给生活生产中需要冷能的工艺流程。在本实施例的一个可实现方式中，所述通过单一换热的冷能利用方式是将LNG释放的冷能传递给多个换热单元。所述多个换热单元包括所述第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元，所述多个换热单元均可以为换热器，所述换热器内部包含多个用于物料或者冷媒进出的管道，物料和/或冷媒之间通过所述换热器可以进行热量传递。所述多个换热单元将LNG冷能传递给空气分离和烟气分离工艺中的空气和烟气，以得到空气分离的产品和烟气分离的产品，从而实现了将不同的冷能利用单元按温度位逐级升高的顺序进行合理连接，达到了对LNG冷能的综合梯级利用、提升LNG冷能利用率的效果。进一步，所述LNG冷能梯级利用装置和方法还可以通过转换能源形式的冷能利用方式将LNG释放的冷能转换成电能，所述转换能源形式的利用方式可以通过LNG发电单元将所述冷能回收支路释放的冷能直接转换成电能，还可以使用冷媒作为循环介质，将LNG的冷能传递给中间循环冷媒，冷媒进行低温朗肯循环，将冷能转化为机械能，进而带动发电机对外输出电能，完成冷能向电能的转换。在本实施例的一种可实现方式中，所述通过转换能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，其包括第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元、第四换热单元、空气分离单元以及烟气分离单元，其中，第一换热单元与第二换热单元和第三换热单元依次相连，所述第二换热单元与第四换热单元相连，所述第四换热单元与所述空气分离单元相连，所述烟气分离单元与所述第三换热单元相连；所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路；所述第三换热单元通入的空气依次通过第二换热单元、第四换热单元以及空气分离单元，以形成空气分离支路；所述第三换热单元通入的烟气通过烟气分离单元以形成烟气分离支路。/n

【技术特征摘要】
1.一种LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，其包括第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元、第四换热单元、空气分离单元以及烟气分离单元，其中，第一换热单元与第二换热单元和第三换热单元依次相连，所述第二换热单元与第四换热单元相连，所述第四换热单元与所述空气分离单元相连，所述烟气分离单元与所述第三换热单元相连；所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路；所述第三换热单元通入的空气依次通过第二换热单元、第四换热单元以及空气分离单元，以形成空气分离支路；所述第三换热单元通入的烟气通过烟气分离单元以形成烟气分离支路。


2.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述LNG冷能回收支路中还包括LNG发电单元，所述第一换热单元以及第二换热单元均和所述LNG发电单元相连。


3.根据权利要求2所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路之前还包括，所述第一换热单元通入的LNG依次通入第二换热单元和LNG发电单元再循环回到第一换热单元以形成LNG冷能循环支路。


4.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述LNG冷能回收支路中还包括多级冷媒发电单元，所述多级冷媒发电单元和第二换热单元相连。


5.根据权利要求4所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述多级冷媒发电单元还包括第一冷媒发电单元和第二冷媒发电单元，所述第一冷媒发电单元和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐伶，陈运文，陆涵，杨光，李淇，范峻铭，张浩，单克，付雯，安成名，张殊丽，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，深圳市深燃燃气技术研究院，深圳市赛易特信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44