一种lng冷能多级利用的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能量的转换利用领域，具体涉及一种LNG冷能多级利用的方法与装置。该系统依据LNG的汽化特性曲线对LNG冷能采用五级阶梯利用的方式，提高了 LNG冷能的利用率。两级海水淡化单元构建成海水淡化循环系统，充分利用了海水资源。
【背景技术】
[0002]随着国家对减少碳排放和提高节能效率的要求日益提高，我国的能源消费结构将更加倚重天然气。未来天然气的供应中，来自海外的LNG比重占较大份额。无论是从海外进口的LNG，还是我国制取的LNG，在汽化时要放出大量的冷能，一般为830-860kJ/kg。世界各国都在努力探索提高LNG冷能利用率的途径和方法，其中不乏有冷能发电海水淡化等途径。由于LNG冷能释放温度跨度大，换热温差悬殊，造成冷(火用)损失大，LNG冷能利用效率难于提高，一般LNG冷能利用率只有30 %左右，急需一种可提高LNG冷能利用率的方法或装置。
【发明内容】
[0003]本发明是一种LNG冷能多级利用的方法与装置。依据LNG的汽化特性曲线对LNG冷能采用五级阶梯利用的方式，提高了 LNG冷能的利用率。
[0004]所述的一种LNG冷能多级利用的装置包括:LNG储罐(I)，第一加压泵⑵，第一换热器(3)，压缩机(4)，蒸发器(5)，膨胀透平机￠)，发电机(7)，第二换热器(8)，第一循环泵(9)，二氧化碳捕集装置(10)，第三换热器(11)，第二循环泵(12)，第一结晶器(13)，第一洗涤器(14)，第一融冰槽(15)，第二加压泵(16)，第一预冷器(17)，蒸馏装置(18)，第四换热器(19)，第三循环泵(20)，第二结晶器(21)，第二洗涤器(22)，第二融冰槽(23)，第三加压泵(24)，第二预冷器(25)，第四加压泵(26)，第五换热器(27)，第四循环泵(28)，果蔬保鲜装置(29)。
[0005]本发明技术方案如下:1)、LNG储罐通过管路依次与加压泵、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器和第五换热器连接，最终连接天然气管网或用户，构成冷能五级阶梯利用主回路；2)、第一换热器通过管路依次与压缩机、蒸发器、膨胀透平机、发电机连接，最终连接低温供冷管道，构成朗肯循环发电；3)、第二换热器依次与第一循环泵、二氧化碳捕集装置连接，构成二氧化碳捕集单元。4)、第三换热器依次与第二循环泵、第一结晶器、第一洗涤器、第一融冰槽、第二加压泵、第一预冷器连接，最终进入蒸馏装置，构成一级海水淡化单元；5)、第四换热器依次与第三循环泵、第二结晶器、第二洗涤器、第二融冰槽、第三加压泵、第二预冷器、第四加压泵连接，最终连接第一预冷器，构成二级海水淡化单元；6)、第五换热器依次与第四循环泵，果蔬保鲜装置连接，构成果蔬保鲜单元。
[0006]所述的一种LNG冷能多级利用的方法与装置，依据LNG的汽化特性曲线对LNG冷能采用五级阶梯利用的方式，进一步提高了 LNG冷能的利用率。
[0007]所述的一种LNG冷能多级利用的方法与装置，其特征在于:在所述第一级海水淡化单元中，天然气进入第三换热器(11)与冷媒工质换热后，冷媒工质进入第一结冰器
(13)，在第一结晶器(13)中与经第一预冷器(17)预冷后的原料海水II进行换热，使部分海水结晶，得到高浓度海水和冰晶；冰晶进入第一洗涤器(14)中被洗涤淡水冲洗，洗涤掉冰晶表面上附着的盐分，使得冰晶纯度更高；排出来的洗涤水温度及含盐量较低，所以和原料海水II混合后可以再次利用；纯度较高的冰晶从第一洗涤器(14)出来进入第一融冰槽(15)中，融化成淡水，淡水分成两部分，一部分作为循环洗涤水经第二加压泵(16)回注到第一洗涤器(14)中，另一部分经第一预冷器(17)回收冷能后成为淡水；在第一结冰器
(13)中得到的高浓度海水进入蒸馏装置(18)，经蒸馏工艺后得到淡水及盐。
[0008]所述的一种LNG冷能多级利用的方法与装置，其特征在于:在所述第二级海水淡化单元中，天然气进入第四换热器(19)与冷媒工质换热后，冷媒工质进入第二结冰器
(21)，在第二结冰器(21)中与经第二预冷器(25)的原料海水I进行换热，使部分海水结冰，得到较高浓度海水和冰晶；冰晶进入第二洗涤器(22)中被洗涤淡水冲洗，洗涤掉冰晶表面上附着的盐分，使得冰晶纯度更高；排除来的洗涤水温度及含盐量较低，所以和原料海水I混合后可以再次利用；纯度较高的冰晶从第二洗涤器(22)出来进入第二融冰槽(23)中，融化成淡水，淡水分成两部分，一部分作为循环洗涤水经第三加压泵(24)回注到第二洗涤器(22)中，另一部分经第二预冷器(25)回收冷能后成为淡水；在第一结冰器(13)中得到的较高浓度海水经第四加压泵(26)后回到第一级海水淡化单元，作为第一级海水淡化单元的原料海水II使用。
[0009]所述的一种LNG冷能多级利用的方法与装置，其特征在于:所述第一级、第二级海水淡化单元构成海水淡化循环单元，提高了海水的利用效率，进一步提升了海水淡化效率，实现了节约淡水资源的目的。
[0010]发明的优点
[0011]1、本发明依据LNG汽化曲线的分段特性，构建了一级朗肯发电单元，二氧化碳捕集单元，两级海水淡化单元以及果蔬保鲜单元，并为提高LNG冷能利用率设置了低温供冷单元，实现了 LNG冷能五级阶梯利用。
[0012]2、本发明构建的两级海水淡化单元形成循环系统，提高了海水的利用率，进一步提高海水淡化效率，实现了节约淡水资源的目的。
【附图说明】
[0013]下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0014]图1为一种LNG冷能多级利用的装置不意图；
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及实施方式对本发明专利作进一步详细的说明:本发明专利具体涉及一种LNG冷能多级利用的方法与装置，I) ,LNG储罐通过管路依次与加压泵、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器和第五换热器连接，最终连接天然气管网或用户，构成冷能五级阶梯利用主回路；2)、第一换热器通过管路依次与压缩机、蒸发器、膨胀透平机、发电机连接，最终连接低温供冷管道，构成朗肯循环发电；3)、第二换热器依次与第一循环泵、二氧化碳捕集装置连接，构成二氧化碳捕集单元；4)、第三换热器依次与第二循环泵、第一结晶器、第一洗涤器、第一融冰槽、第二加压泵、第一预冷器连接，最终进入蒸馏装置，构成一级海水淡化单元；5)、第四换热器依次与第三循环泵、第二结晶器、第二洗涤器、第二融冰槽、第三加压泵、第二预冷器、第四加压泵连接，最终连接第一预冷器，构成二级海水淡化单元；6)、第五换热器依次与第四循环泵，果蔬保鲜装置连接，构成果蔬保鲜单元。
[0016]详细方案如下，所采用的装置包括:LNG储罐(I)，第一加压泵(2)，第一换热器
(3)，压缩机(4)，蒸发器(5)，膨胀透平机￠)，发电机(7)，第二换热器(8)，第一循环泵
(9)，二氧化碳捕集装置(10)，第三换热器(11)，第二循环泵(12)，第一结晶器(13)，第一洗涤器(14)，第一融冰槽(15)，第二加压泵(16)，第一预冷器(17)，蒸馏装置(18)，第四换热器(19)，第三循环泵(20)，第二结晶器(21)，第二洗涤器(22)，第二融冰槽(23)，第三加压泵(24)，第二预冷器(25)，第四加压泵(26)，第五换热器(27)，第四循环泵(28)，果蔬保鲜装置(29);其特征在于:1)、由LNG储罐(1)、加压泵(2)、冷凝器(3)、第一换热器(8)、第二换热(11)、第三换热器(19)第四换热器(27)和第五换热器构成的LNG汽化升温膨胀主回路，该主回路与天然气管网或用户连接；2)、在所述郎肯循环发电单元中，冷媒工质在第一换热器(3)中冷凝为低压液态，然后经压缩机