CN109028759A - 一种利用液化天然气冷能的冷媒循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用液化天然气冷能的冷媒循环***，该***包括液化天然气储罐、冷却蒸发器、换热器组、天然气压缩机、冷媒压缩机、冷凝器和精馏塔；液化天然气储罐和换热器组的出口分别与冷却蒸发器的两个换热入口连接，冷却蒸发器的两个换热出口分别连接换热器组和冷凝器的入口，冷却蒸发器和冷凝器之间的管路上安装节流阀；换热器组依次连接冷媒压缩机、空气换热器和冷凝器；换热器组的换热出口连接天然气压缩机，冷凝器位于精馏塔的正上方；管路中的冷媒将天然气的冷却冷能传递出到空分精馏塔中并形成循环，冷媒在空气换热器中将冷能传递给外部接入的空气，对空气进行预冷。本发明能够充分利用液化天然气的冷能完成对空气的预冷，取得良好经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷媒循环***，具体涉及一种利用液化天然气冷能的冷媒循环***。
背景技术
冷媒循环***是空气分离***的重要组成部分，空气分离***需要大量的低温冷能，常规液体空气分离通常采用空气增压循环或氮气增压循环，再配置两台高温、低温增压透平膨胀机制冷为空分装置提供所需冷量。因此，常规空气分离***的低温环境完全由电力驱动的机械制冷产生，一般其电力成本占到生产成本的70％左右，同时还要消耗大量的冷却水。
利用液化天然气冷量的空气分离工艺流程是通过冷媒将冷量传递给空气分离***的空气冷却单元和空气精馏单元，取消传统空分工艺中的循环氮气膨胀制冷单元。与传统空气分离***相比，利用液化天然气的冷量可以大幅度降低空分装置的压缩制冷能耗，基本不需要冷却水，同时液化天然气气化费用也可得到降低。液化天然气冷能空分工艺能够充分利用液化天然气低温位的冷量，可用能利用程度高，节能降耗优势显著。
目前，常规利用液化天然气冷量空分工艺技术对于液化天然气冷量的利用率不到40％，只是利用了浅冷部分，价值更大的深冷部分并没有回收利用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用液化天然气冷能的冷媒循环***，能够充分利用液化天然气的冷能完成对空气的预冷及分离，实现了对液化天然气深冷部分的回收利用。
一种利用液化天然气冷能的冷媒循环***，该***包括液化天然气储罐、冷却蒸发器、换热器组、天然气压缩机、冷媒压缩机、冷凝器和精馏塔。
液化天然气储罐和换热器组的出口分别与冷却蒸发器的两个换热入口连接，冷却蒸发器的两个换热出口分别连接换热器组和冷凝器的入口，冷却蒸发器和冷凝器之间的管路上安装节流阀；换热器组依次连接冷媒压缩机、空气换热器和冷凝器；换热器组的换热出口连接天然气压缩机，冷凝器位于精馏塔的正上方；所述管路中的冷媒将液化天然气的气化冷能传递到空分精馏塔中并形成循环，冷媒在空气换热器中将冷能传递给外部接入的空气，对空气进行预冷。
进一步地，所述换热器组由两个结构完全相同的换热器串联后组成。
有益效果：
本发明合理地利用冷媒吸收液化天然气的冷能，冷媒再将液化天然气的冷能传递到空分精馏塔中。冷媒将冷能传递给空气，对空气进行预冷。通过将换热器和压缩机的合理分配布置，能够充分地利用液化天然气的冷能实现冷媒的循环并完成对空气的预冷。
附图说明
图1为本发明的***组成原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种回收液化天然气冷能的冷媒循环***，该***包括液化天然气储罐1、冷却蒸发器3、第一换热器20、第二换热器21、天然气压缩机22、冷媒压缩机17、第三换热器16、冷凝器10和精馏塔11；
其中第三换热器16为实现空气换热的空气换热器。
液化天然气储罐1和第一换热器20分别与冷却蒸发器3的两个换热入口连接，冷却蒸发器3的两个换热出口分别连接第一换热器20和冷凝器10，冷却蒸发器3和冷凝器10之间的管路上安装节流阀8；第一换热器20和第二换热器21串联后依次连接冷媒压缩机17、第三换热器16和冷凝器10；第二换热器21的换热出口连接天然气压缩机22，冷凝器10位于精馏塔11的正上方。
液化天然气2(-148℃、300kpa)从液化天然气储罐1中输出后进入冷却蒸发器3中被蒸发，与进入冷却蒸发器3中的气态冷媒19进行换热，气态冷媒被冷却为液态，液化天然气2通过蒸发换热后成为气态天然气4；气态天然气4依次进入第一换热器20和第二换热器21继续与经冷媒压缩机17压缩后的冷媒18进行换热，将气态冷媒冷却到饱和气态冷媒19，经过第二换热器21换热后的天然气5通过天然气压缩机22压缩到设定压力，压缩后的天然气6被送到天然气管网供用户使用。
气态冷媒18通过第二换热器21、第一换热器20和冷却蒸发器3后被冷却为液态冷媒7，液态冷媒7向冷凝器10中流动，液态冷媒7通过节流阀8节流后温度、压力均降低，节流后的冷媒9有部分气化。冷媒9进入精馏塔11塔顶的冷凝器10中，作为冷凝器10中的冷源，为精馏塔11提供冷量后的冷媒12全部变为气态。气态冷媒12在进入换热器16对经过净化处理后的空气14进行预冷，预冷后的空气15作为精馏塔原料进入精馏塔，与空气换热后的冷媒13通过冷媒压缩机17被增压，增压增温后的冷媒18继续循环进入第二换热器21和第一换热器20与天然气进行换热。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种利用液化天然气冷能的冷媒循环***，其特征在于，该***包括液化天然气储罐、冷却蒸发器、换热器组、天然气压缩机、冷媒压缩机、冷凝器和精馏塔；
液化天然气储罐和换热器组的出口分别与冷却蒸发器的两个换热入口连接，冷却蒸发器的两个换热出口分别连接换热器组和冷凝器的入口，冷却蒸发器和冷凝器之间的管路上安装节流阀；换热器组依次连接冷媒压缩机、空气换热器和冷凝器；换热器组的换热出口连接天然气压缩机，冷凝器位于精馏塔的正上方；所述管路中的冷媒将液化天然气的气化冷能传递到空分精馏塔中并形成循环，冷媒在空气换热器中将冷能传递给外部接入的空气，对空气进行预冷。
2.如权利要求1所述的利用液化天然气冷能的冷媒循环***，其特征在于，所述换热器组由两个结构完全相同的换热器串联后组成。
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