文档介绍：在全球能源高价格的外部环境下, 液化天然气( LNG )冷能利用的经济性大大提高。我国充分利用后发优势,在吸取国内外经验的基础上,进一步自主创新,开发具有自主知识产权的 LNG 冷能利用技术,促进 LNG 产业的健康发展,在经济效益、环境保护和科学研究等方面具有重大的现实意义。 1 LNG 冷能利用方式 LNG 冷能利用可分为直接和间接利用两种方式。其中,直接利用包括冷能发电、深冷空气分离、冷冻仓库、制造液态 CO(干冰)、汽车冷藏、汽车空调、海水淡化、空调制冷以及低温养殖和栽培等;间接利用包括低温粉碎、水和污染物处理等。目前 LNG 冷能主要应用领域如表 1所示。 LNC 冷能在空气分离、深冷粉碎、冷能发电和深度冷冻等方面已经达到实用化程度,经济效益和社会效益非常明显;小型冷能发电在日本 LNC 接收站也有运行,可供应 ING 接收站部分用电需求;海水淡化等项目尚需要对技术进行进一步的开发和集成。基于种种条件的限制, LNC 冷能不可能全部转化利用,目前世界 LNG 冷能平均利用率约 20% 。世界主要国家或地区 LNC 冷能利用情况如表 2所示。由于我国进口 LNG 处于起步阶段,国内冷能项目的建设要本着实事求是的原则进行合理规划。根据世界 LNC 冷能利用的经验,我国 LNC 冷能利用可以通过以下两个主要途径进行。第一,建设大型空分装置,生产商品液氧、液氮和液氩。部分液氮作为生产冷冻粉碎胶粉和液体二氧化碳等项目的冷媒,气化后的氮气作为合成氨原料;氧气作为大型煤气化装置的原料,生产的合成气经精制后进一步延伸加工,作为合成氨的原料和 的燃料,合成气精制过程中副产的高纯度二氧化碳作为液体二氧化碳的原料。第二, LNG 与绿色制冷剂换热,绿色制冷剂进一步作为冷藏库和合成气精制过程的冷媒。总之,在 LNG 冷能利用过程中要贯彻循环经济的理念,积极探索我国 LNG 冷能利用技术,实现 LNG 冷能的安全利用,形成生态工业网络。 2 LNG 冷能利用技术进展 LNG 冷能空分技术空分技术经过 100 多年的不断发展,现在已步入大型、全低压流程的阶段,工艺流程由空气压缩、空气预冷、空气净化、空气分离、产品输送等操作单元组成。空分设备能耗较高, 能源消耗占空分产品成本的 70%-80% 。例如,一套 72000m /h空分设备的主空压机电机容量达 31000kW ,相当于一个小城镇的民用电量。因此,如何降低单位制氧耗电一直是空分行业关注的主要问题。利用 LNG 高品质的低温冷能是有效降低空分单位制氧耗电的途径之一。在常规空分装置中的主冷却器、废氮循环冷却器、后冷却器以及空压机中间冷却器等换热装置中引入 LNG 冷能,降低单位能耗,同时减少了空气压缩中间冷却的用水环节,可以提高空分产品的产量和质量。总之, LNG 冷能用于生产液体空分产品不仅可以充分利用 LNG 高压气化过程的能谱特点,按能量品质合理地分配利用冷能,而且工艺技术成熟可行, 节能节水效果显著有利于空分系统液化率的提高,缩短装置启动时间,能够生产更多的液态产品,适用于生产液体产品较多的场合。 整体煤气化联合循环发电(Integrated bined Cycle ,简称) 技术是以煤气化为上游,结合高效的燃气—蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术。在 LNG 冷能利用产业链上, IGC C 属于利用空分产品的下游装置。 煤气化部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置); 燃气—蒸汽联合循环发电部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。 的工艺流程简述如下:原料煤在气化装置中转变为中低热值煤气,在净化装置中除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质驱动燃气透平做功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机做功。 煤气化及热回收 及大型煤化工采用的煤气化技术主要有鲁奇固定床碎煤加压气化技术、荷兰 Shell 公司的粉煤气化技术、美国 Texaco 公司的水煤浆加压气化技术、德国西门子公司的 GSP 煤气化技术等。鲁奇气化炉技术较为成熟,采用块煤进料,流程较为复杂。 Shell 粉煤气化技术 Shell 气化技术代表新一代的气化技术,采用纯氧气化,干粉进料,气化温度达 1400-1600 ℃,碳转化率达 99% ,有效气体(CO+H )达 90% 以上,液态排渣。 Shell 技术的主要优点为: (1) 水冷壁气化炉,使用寿命可达 25年; (2) 喷嘴设计寿命达 8000h 以上; (3) 气化采用废锅流程,副产高压蒸汽; (4) 采用于粉气化,氧耗量较低。 Shell 气化系统需要氮气密封,气化压力不能太高。关键