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LNG冷能回收及综合利用技术李兆慈中国石油大学（北京）LNG教育与技术研究所2006年9月24日北京液化天然气（liquefiednaturalgas，简称LNG）将天然气经过脱水、脱酸、去除重烃后降温液化成低温液体（常压下饱和温度约为-162℃），主要成分为甲烷。密度约为426kg/m3体积约为标准状态下的1/620使用时，LNG需重新转化为常温气体，温度由-162℃复温至常温，大量的可用冷能释放出来，其值大约是837kJ/kgLNG。1吨LNG经换热重新气化在理论上可利用的冷量约为250kW.h。对于一座年接收能力为300万吨LNG的接收终端，年可利用冷能达7.5亿kW.h。LNG冷能数据来源：规划总院在建LNG接收站地下储气库已建管线规划LNG接收站中国LNG接收终端规划分布图如何合理利用这些制冷量是一个影响经济效益的重要问题。大型LNG接收终端在LNG气化时若不采取冷能回收措施，则需要通过大量的海水进行热交换，低温海水向海中排放，还会影响到局部海域的生态平衡，造成冷污染。利用LNG冷能的方法可分为直接利用和间接利用间接应用温度/oC直接应用10低温饲养和培育0低温除盐储存及运输冷冻食品-20冷库-40低温发电-60生产液态CO2（干冰温度）-80生产干冰食品冷冻-100冷冻—粉碎食品-120粉碎塑料和橡胶-140粉碎废弃的汽车和家电-160（LNG）-180空气分离高温超导（液氮温度）-200LNG冷量利用场合1、LNG轻烃回收调整热值冷量利用提高经济效益图1利用LNG冷量进行轻烃回收流程简图2、低温联合发电低温联合发电是目前LNG冷能回收利用的重要方式，技术较为成熟。天然气直接膨胀发电朗肯循环发电LNG燃气轮机冷量综合利用发电天然气直接膨胀发电循环过程简单，所需设备少。LNG的低温冷能没有充分利用1吨LNG的发电量约为20kW·h左右低温朗肯循环发电装置流程图1—涡轮机2—减速器3—发电机4—天然气加热器5—丙烷蒸发器6—丙烷泵7—LNG蒸发器朗肯循环发电组合循环发电LNG燃气轮机冷量综合利用发电系统3、液化空气及干冰生产空分工厂在制造液氮、液氧和液氩时，通常低温环境由电力驱动的机械制冷产生，液化1m3空气大约需要1766kJ的冷能，产生这些冷能需要大量的电力。空分装置中利用LNG冷能是技术上最合理的方式利用LNG汽化时提供的冷能来冷却空气，不但使所需能耗大幅度降低，而且使空分系统的流程简化，设备减少。空气液化装置流程图1—过滤器；2—压缩机；3—净化器；4、10—换热器；5—主精馏塔；6—氩净化器；7—氢罐；8—氩塔；9—循环氮压缩机；11—天然气加热器；12—液氩贮槽；13—液氮贮槽；14—液氧贮槽。与普通的生产工艺比较，电力消耗可节省50%以上，冷却水的节约量超过70%。利用LNG的冷能，很容易获得冷却和液化CO2所需要的低温。与传统的CO2液化工艺相比，制冷设备的负荷大为减少，电耗也降为原来的30%~40%。4、LNG汽车冷能回收4.1LNG冷藏运输车冷能回收图5LNG冷能回收用于汽车冷藏车示意图1-气体发动机；2-加热器；3-控制阀；4-LNG储液罐；5-冷冻货物；6-热交换器4.2LNG汽车空调小轿车公交车重型卡车关键技术：大温差换热、供冷调节5、其他LNG冷能回收方式区域冷、热、电联供低温冷库与食品冷冻蓄冷低温破碎与粉碎6、结论LNG中蕴藏着大量的冷能，通过特定的工艺与装置，可将LNG的冷量有效进行回收，合理地应用于空分、发电、制造干冰、低温冷库、汽车冷藏、汽车空调等生产、生活的各个领域，可以节约大量的电力资源。我国深圳大鹏LNG接收终端站已经投产，“冰雪大世界”项目拟LNG利用该站的冷能。福建LNG接收终端冷能利用也在计划中。随着LNG工业在我国的发展，LNG中所蕴藏的冷能也越来越引起人们的重视，发展我国LNG冷能利用将具有广阔的市场前景。