LNG冷能利用介紹課件

LNG冷能利用技術(shù)一、LNG冷能利用原理及分析二、LNG冷能利用的方式三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用的現(xiàn)狀四、LNG冷能利用的前景五、山東LNG冷能利用淺析一、LNG冷能利用原理及分析 1、LNG冷能的概念 2、LNG冷能的特點(diǎn) 3、LNG冷能利用的概念及意義 4、LNG冷能利用過(guò)程 5、?經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法-4-2023/6/4一、LNG冷能利用原理及分析1、LNG冷能的概念

冷能，是指在常溫環(huán)境中，自然存在的低溫差低溫?zé)崮?，?shí)際上指的是在自然條件下，可以利用一定溫差所得到的能量。根據(jù)工程熱力學(xué)原理，利用這種溫差就可以獲得有用的能量，這種能量稱之為冷能。能量守恒熱量/冷量與溫度的關(guān)系LNG可用冷能分布（P=9.5MPa）

在LNG氣化過(guò)程中，約能產(chǎn)生870kJ/kg的低溫能量。目前，這種冷能大部分被釋放到海水中?？上?5-2023/6/4一、LNG冷能利用原理及分析2、LNG冷能的特點(diǎn)低溫和產(chǎn)生低溫所需要?jiǎng)恿Φ年P(guān)系冷卻溫度與設(shè)備資金投入的關(guān)系曲線溫度與LNG冷能的關(guān)系曲線LNG冷能?隨環(huán)境溫度的變化LNG冷能?隨系統(tǒng)壓力的變化LNG冷能?隨甲烷摩爾分?jǐn)?shù)的變化-6-2023/6/4一、LNG冷能利用原理及分析3、LNG冷能利用的概念及意義

冷能利用主要是依靠LNG與周圍環(huán)境（如空氣、海水）之間存在的溫度和壓力差，將高壓低溫的LNG變?yōu)槌撼氐奶烊粴鈺r(shí)，回收儲(chǔ)存在LNG中的能量。LNG工業(yè)近幾年的發(fā)展非常迅速，世界上LNG的生產(chǎn)應(yīng)用以年均20%的速度增長(zhǎng)，探索LNG冷能利用意義重大、前景廣闊。從節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，冷能利用也具有重大意義。我國(guó)首個(gè)LNG冷能空分項(xiàng)目（莆田）低溫凍干生產(chǎn)線抗生素等高效藥物低溫合成、脫水食品生產(chǎn)-163℃的LNG蘊(yùn)含大量的高品位冷能，用途極廣-7-2023/6/4一、LNG冷能利用原理及分析4、LNG冷能利用過(guò)程LNG冷能利用示意圖LNG接收站工藝流程5、?經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法——LNG冷能利用規(guī)劃基礎(chǔ)綜合考慮實(shí)際工藝系統(tǒng)的效費(fèi)關(guān)系，是一個(gè)工藝與設(shè)備費(fèi)用平衡的論題，“技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化是評(píng)價(jià)一切節(jié)能措施的判據(jù)”。?經(jīng)濟(jì)學(xué)在適應(yīng)于能量系統(tǒng)分析的學(xué)科，為解決價(jià)格估算、工廠設(shè)計(jì)優(yōu)化、故障診斷等領(lǐng)域問(wèn)題提供了不同方法。?經(jīng)濟(jì)學(xué)的特點(diǎn)是依據(jù)?含量而賦予能量流一定的價(jià)值,結(jié)合價(jià)值平衡思想,估算能量在轉(zhuǎn)換與傳遞過(guò)程中價(jià)值的變化,最終以經(jīng)濟(jì)效益為尺度科學(xué)地評(píng)價(jià)過(guò)程用能的熱力學(xué)完善性及現(xiàn)實(shí)合理性。?平衡方程與費(fèi)用平衡方程構(gòu)成了?經(jīng)濟(jì)學(xué)分析優(yōu)化的基礎(chǔ),優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的煙經(jīng)濟(jì)化,可兼顧能量利用的經(jīng)濟(jì)性和合理性,亦即通過(guò)能耗費(fèi)用與設(shè)備投資費(fèi)用的權(quán)衡,可以使得總費(fèi)用最小。二、LNG冷能利用的方式

LNG冷能利用的兩種方式

按利用LNG冷能的過(guò)程可分為：直接利用（低溫發(fā)電、低溫空分、輕烴回收、冷凍倉(cāng)庫(kù)、制造液化CO2、海水淡化、空調(diào)和低溫養(yǎng)殖、栽培等）間接利用（用空分后的液氮、液氧、液氬來(lái)低溫破碎,冷凍干燥、低溫干燥、低溫制藥、水和污染物處理及冷凍食品等）二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

1、利用LNG冷能發(fā)電

2、空氣分離

3、制取液態(tài)CO2或干冰

4、冷凍或冷藏倉(cāng)庫(kù)

5、海水淡化

6、汽車空調(diào)和汽車?yán)洳剀?7、制冰及中央空調(diào)冷源-10-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）1、利用LNG冷能發(fā)電（1）直接膨脹法

將LNG壓縮為高壓液體，然后通過(guò)換熱器被海水加熱到常溫狀態(tài)，再通過(guò)透平膨脹對(duì)外做功。特點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單，效率低，冷能回收率僅24%，僅利用壓利?。（2）二次媒體法(中間載熱體的朗肯循環(huán))

將LNG通過(guò)冷凝器把冷能轉(zhuǎn)化到某一冷媒上，利用LNG與環(huán)境之間的溫差，推動(dòng)冷媒進(jìn)行蒸汽動(dòng)力循環(huán)，從而對(duì)外做功。特點(diǎn)：?jiǎn)我还べ|(zhì)（純甲烷或乙烯）：冷能回收效率18%?；旌瞎べ|(zhì)（碳?xì)浠衔锘旌衔铮豪淠芑厥招?6%（因LNG溫度變，混合工質(zhì)可覆蓋更大溫度范圍，但不穩(wěn)定）。（3）聯(lián)合法

日本普遍采用，冷能回收效率50%左右。（日本LNG約70％發(fā)電，30％民用）二次媒介法直接膨脹法太陽(yáng)能作為高溫?zé)嵩?11-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）-12-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）（4）布雷敦循環(huán)（氣體動(dòng)力循環(huán)）

利用冷能來(lái)冷卻壓縮機(jī)進(jìn)口氣體,可使裝置熱效率顯著提高。（5）燃?xì)廨啓C(jī)利用方法（冷卻介質(zhì)）

降低燃?xì)廨啓C(jī)入口空氣溫度，顯著提高循環(huán)做功和做工效率。注意冷卻溫度須嚴(yán)格控制在0℃以上,以防止水蒸氣凍結(jié)在冷卻器表面。（6）混合動(dòng)力循環(huán)

以氨水為工質(zhì)的朗肯循環(huán)、燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)和液化天然氣循環(huán)組成的混合動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，用于液化天然氣冷能回收。-13-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）國(guó)內(nèi)首個(gè)使用LNG的發(fā)電機(jī)組——深圳美視電力LNG發(fā)電機(jī)組已于2006年正式投入商業(yè)運(yùn)行（配套大鵬LNG）國(guó)內(nèi)首座全天然氣發(fā)電廠——深圳市東部電廠2008年初建成投產(chǎn)（配套大鵬LNG）大鵬LNG配套惠州、前灣、珠江、美視、東部五座電廠（燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組）（7）溫差發(fā)電和動(dòng)力裝置聯(lián)合回收系統(tǒng)

利用LNG與海水的溫差或與工業(yè)廢氣之間的溫差，設(shè)置動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，將冷能轉(zhuǎn)化為電能。將溫差發(fā)電器與LNG的動(dòng)力裝置聯(lián)合應(yīng)用，其設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化效率較好。

溫差發(fā)電換熱器原理：當(dāng)不同的導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料相連，兩接點(diǎn)處于不同的溫度時(shí)，如果是開(kāi)路會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，如果是閉路則會(huì)有電流通過(guò)，這種現(xiàn)象即塞貝克效應(yīng)。僅實(shí)驗(yàn)室可行，大規(guī)模商業(yè)化實(shí)現(xiàn)尚有難度！-14-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

惠州LNG電廠（大鵬LNG配套項(xiàng)目）-15-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG電廠與燃煤電廠性能比較-16-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）LNG冷能在IGCC電站中的階梯利用IGCC（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）電站由化工島和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島組成?；u包括空分

、煤氣化、煤氣凈化等系統(tǒng)；聯(lián)合循環(huán)發(fā)電島包括燃機(jī)、余熱鍋爐和汽輪機(jī)。IGCC電站的工作原理是:煤在氣化爐中氣化產(chǎn)生以CO和H2為主要成分的粗煤氣，粗煤氣通過(guò)除塵、水洗、脫硫后稱為凈煤氣。凈煤氣送入燃機(jī)發(fā)電，燃?xì)馔钙脚艢庠僦苯铀腿胗酂徨仩t，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽并送到汽輪發(fā)電機(jī)組做功輸出電能。LNG冷能在IGCC電站中有3種用途。大氣溫度為15℃和30℃時(shí)IGCC電站有、無(wú)LNG冷能梯級(jí)利用方案的計(jì)算結(jié)果比較空分系統(tǒng)中液化空氣（-150℃~-190℃）煤氣變換系統(tǒng)中產(chǎn)生的CO2液化（-100℃~-60℃）冷卻燃機(jī)入口空氣（-10℃~0℃）LNG冷能使IGCC電站凈效率增加3.86%，且獲得空分產(chǎn)品和干冰產(chǎn)品；而LNG冷能利用效率約70%-17-2023/6/4利用LNG冷能的CO2零排放動(dòng)力系統(tǒng)該系統(tǒng)由空氣分離系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)兩部分組成?？辗窒到y(tǒng)利用LNG冷能使生產(chǎn)液氧的耗能降低60%左右，同時(shí)使LNG汽化為NG。動(dòng)力系統(tǒng)中NG為燃料，氧氣作為氧化劑，燃燒產(chǎn)物僅為CO2和水，CO2利用冷能液化回收，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有害氣體的零排放。利用LNG冷能的零排放能量系統(tǒng)空分系統(tǒng)在不同工況下的對(duì)比對(duì)不同能量系統(tǒng)的計(jì)算與比較系統(tǒng)效率隨溫度的變化系統(tǒng)效率隨壓縮機(jī)效率的變化關(guān)系年經(jīng)濟(jì)效益約2.19億元二、LNG冷能利用的方式（直接利用）注意盡可能不選氟里昂為載冷劑！-18-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

利用LNG冷能發(fā)電技術(shù)總結(jié)LNG的冷能發(fā)電是一項(xiàng)新興的無(wú)污染發(fā)電方式,雖然這不失為一種節(jié)能的好方法,但它只考慮到對(duì)冷能的回收利用,并未注意到對(duì)冷能品位的利用。這種方法對(duì)冷能的回收效率是非常低的！所以在發(fā)電裝置中利用冷能雖然是最可能大規(guī)模實(shí)現(xiàn)的方式，但卻不是利用LNG冷能最科學(xué)的方式！利用LNG的冷能發(fā)電雖然節(jié)能效果相對(duì)較差,但具有流程和產(chǎn)業(yè)鏈短、占地少、投資省、易于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)。在其他冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈尚難決策或這些產(chǎn)業(yè)鏈仍不能完全利用LNG冷能的情況下，可優(yōu)先考慮冷能發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本的LNG接收站共配備了15臺(tái)獨(dú)立的冷能發(fā)電裝置，一些接收站可解決包括各種冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈在內(nèi)的大部分自用電力。熱電聯(lián)產(chǎn)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)-19-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）2、空氣分離LNG冷能用于空分，是通過(guò)循環(huán)氮?dú)獾睦鋮s來(lái)實(shí)現(xiàn)的。省去了氮?dú)馔钙脚蛎洐C(jī)和氟利昂制冷機(jī)組，裝置實(shí)現(xiàn)小型化，電耗、水耗大大降低，降低了液氮、液氧的生產(chǎn)成本?？諝夥蛛x需求冷能分布該方法在所有的LNG冷能利用系統(tǒng)中被認(rèn)為是最有效的，這是因?yàn)樗墓?jié)能率高,也很少受到地點(diǎn)條件的限制,而且LNG巨大的冷能產(chǎn)出的液體氮量和液體氧量都很大。空氣分離流程-20-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

法國(guó)FOS-SUR-MER接收站空分裝置-22-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）

福建LNG空分裝置（與空氣化工公司合資）國(guó)內(nèi)首個(gè)LNG冷能空分項(xiàng)目，投資3.1億，2010年10月投產(chǎn)。該裝置日產(chǎn)液氧300噸、液氮300噸、液氬10噸。科技含量極高，整個(gè)裝置只有８名操作工，全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。液氧800元/噸液氮800元/噸液氬4000元/噸經(jīng)營(yíng)收入50萬(wàn)/天-23-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）空分主要設(shè)備國(guó)外一些已建成的LNG冷能空分裝置-24-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）3、制取液態(tài)CO2或干冰以化工廠的副產(chǎn)品CO2為原料,利用回收LNG的冷能制造液態(tài)CO2或干冰，不但電耗小，且其產(chǎn)品的純度高(可達(dá)99.99%)，比傳統(tǒng)方法節(jié)約50%以上的電耗和10%的建設(shè)費(fèi)。近幾年，我國(guó)液體CO2和干冰需求量以15%的年增長(zhǎng)速度發(fā)展。干冰的用途極為廣泛，目前干冰市場(chǎng)價(jià)格為5000元/噸。干冰冷量隨溫度的變化分布-25-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）4、冷凍或冷藏倉(cāng)庫(kù)LNG可以提供較高品位的冷能,對(duì)該冷能回收可用于各種低溫環(huán)境。由于冷庫(kù)多選擇建在農(nóng)漁牧或食物生產(chǎn)區(qū)附近,因此,這種利用方法的前提是LNG附近有農(nóng)作物儲(chǔ)藏需求或冷凍食品加工區(qū)或消費(fèi)區(qū)。冷庫(kù)冷量隨溫度變化一般的冷庫(kù)只需維持在-50到-65℃即可,而將-162℃LNG的冷能全部用于冷庫(kù)制冷是不必要的。世界范圍內(nèi)LNG利用于冷庫(kù)比較多的國(guó)家是日本，日本神奈川縣根岸基地的金槍魚超低溫冷庫(kù)（-60~-70℃）,自1976年至今運(yùn)營(yíng)效果良好。-26-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）一般采用管路行程用串聯(lián)的方式。這種方式是按液化天然氣的不同溫度帶，用不同的冷媒進(jìn)行熱交換后分別送入超低溫冷藏庫(kù)（-60℃）、低溫冷藏庫(kù)（-35℃）、中溫冷藏庫(kù)（-18~0℃以下）以及高溫冷藏庫(kù)（0-10℃）。這樣可以使LNG的冷能幾乎無(wú)浪費(fèi)的得以利用，其冷能的利用效率將大大提高。

LNG冷能用于冷庫(kù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于載冷劑的選擇，主要的載冷劑有R410A、R23、酒精、氨、丙烷等，各種載冷劑都有優(yōu)缺點(diǎn)，合理選擇至關(guān)重要！LNG冷量巨大，中小冷庫(kù)利用在經(jīng)濟(jì)上不合算，只有依托兼具冷物流集散樞紐功能的臨港工業(yè)區(qū)，才具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力！-27-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）冷庫(kù)設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度（GB50072-2001）-28-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）海水淡化冷能需求分布水的三相點(diǎn)理論5、海水淡化我國(guó)淡水資源缺乏。海水淡化尤為重要。LNG接受站建在海邊,回收LNG冷能進(jìn)行海水淡化具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。LNG冷能也可應(yīng)用于制取淡水——真空冷凍法海水淡化,該技術(shù)是依據(jù)水的三相點(diǎn)理論,使海水同時(shí)蒸發(fā)與結(jié)冰的一種低能耗、輕腐蝕結(jié)垢的海水淡化新方法。-29-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（直接利用）6、汽車空調(diào)和汽車?yán)洳剀嘗NG汽化后產(chǎn)生的冷能直接進(jìn)入車廂，與蓄冷系統(tǒng)同時(shí)供冷以。按冷藏車每小時(shí)消耗12~15kg的LNG，其制冷能力為2.8~3.6kW,足以提供預(yù)冷貨物中短途冷藏運(yùn)輸所需冷能。7、制冰及中央空調(diào)冷源

制冰有很大市場(chǎng)，主要用途有：制造大塊的冰用于漁船中食用冰（如啤酒用冰，出口價(jià)格600元/噸）中央空調(diào)利用冰（需求巨大，把冰分散運(yùn)到需要冷卻的各中央空調(diào)地點(diǎn)，用于冷卻水冷卻）d)其他方面（如醫(yī)藥、電子產(chǎn)品、水泥急冷）冷能在天然氣產(chǎn)業(yè)中循環(huán)利用的思路LNG氣化時(shí)用N2回收冷能生產(chǎn)LN2(液氮)，通過(guò)槽罐反運(yùn)回氣田，LN2氣化釋放冷能生產(chǎn)LNG，而N2可用于氣井回注或排空。二、LNG冷能利用的方式（間接利用） 1、低溫破碎 2、污水處理 3、輕烴分離 4、蓄冷裝置-31-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）1、低溫破碎利用液氮可在低溫下破碎一些在常溫下難以破碎的物質(zhì)。橡膠、塑料、金屬都具有低溫脆性。與常溫破碎相比,它能把物質(zhì)破碎成極小的可分離的微粒,且不存在微粒爆炸和氣味污染,通過(guò)選擇不同的低溫可以有選擇性地破碎具有復(fù)雜成分的混合物。因此這種方法在資源回收、物質(zhì)分離、精細(xì)破碎等方面有極好的前景。（如粉碎由金屬、電子器件、塑料器件和橡膠等構(gòu)成的廢舊汽車）橡膠的溫度與焓變關(guān)系曲線汽車輪胎低溫破碎裝置汽車輪胎低溫破碎示意圖低溫粉碎后的微粒有極佳的尺寸分布和流動(dòng)特性。食品和調(diào)料的味道和香味沒(méi)有損失。-32-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）我國(guó)每年生膠消耗量的50%需要進(jìn)口，廢舊橡膠回收技術(shù)已被列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中。600噸/天的液體空分產(chǎn)品可年產(chǎn)3.28*105噸精細(xì)膠粉（按青島綠葉橡膠公司開(kāi)發(fā)的LY型液氮冷凍法，生產(chǎn)1噸精細(xì)膠粉消耗液氮0.32噸計(jì)算），每年可處理約2200萬(wàn)條廢舊輪胎（全國(guó)一年廢舊輪胎產(chǎn)量約12000萬(wàn)條）。將輪胎先常溫粉碎為粗膠粉，再低溫粉碎為精細(xì)膠粉，兩種方式結(jié)合可增加經(jīng)濟(jì)效益。輪胎低溫破碎冷能利用的效率為70.7%。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)，是產(chǎn)生大量廢舊輪胎的區(qū)域。山東青島是我國(guó)主要橡膠產(chǎn)地。用新型的153K以下的低溫空氣（如低壓氮?dú)猓┐鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的液氮，生產(chǎn)能耗更低。利用LNG冷能的廢舊輪胎破碎流程液氮法與低溫空氣法對(duì)比廢舊輪胎低溫破碎-33-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）食品、醫(yī)藥低溫破碎

隨著現(xiàn)代食品精細(xì)化發(fā)展，食品低溫粉碎近年來(lái)發(fā)展迅猛。低溫粉碎能抑制粉碎物發(fā)熱、氧化、溶解和揮發(fā)等，使粉碎后的產(chǎn)物的色、香、味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等有效成分得到保持。速溶玉米糝（迅速?gòu)?fù)水達(dá)到理想粘度，具有傳統(tǒng)風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)）粉碎昆蟲制取三黑糊（極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、口感好，扶正固本、補(bǔ)腎壯骨、活血化瘀）高附加值食品加工（可可豆、花粉、雞骨、蠶絲、蔬菜脫水）高端中西醫(yī)藥品加工（抗生素提取、中藥提煉）低溫破碎其他應(yīng)用合成樹(shù)脂（流動(dòng)浸漬、靜電涂裝、抗刮削抗沖擊抗腐蝕保護(hù)膜）城市廢棄物或垃圾銷毀（燃燒室容易產(chǎn)生有毒氣體的物質(zhì)粉碎后燒毀，方便運(yùn)輸、環(huán)保）含水分及油分的物料（低溫粉碎可減少其脫水和去油等工藝過(guò)程）電子工業(yè)原料無(wú)雜質(zhì)加工（微電路、絕緣材料、焊藥、金屬?gòu)?fù)合陶瓷）高早期強(qiáng)度水泥（養(yǎng)護(hù)一天便可達(dá)到該水泥的標(biāo)號(hào)強(qiáng)度，用于水壩、機(jī)場(chǎng)、港口、軍事）高熱負(fù)荷零部件（內(nèi)燃機(jī)活塞和氣缸、加熱爐吊掛件、等溫變形的應(yīng)變片、坩堝、噴嘴器件、燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室等）-34-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）2、污水處理

傳統(tǒng)處理方法：利用液態(tài)氧可得到高純度的臭氧,被處理污水對(duì)臭氧的吸收率很高,這種方法與傳統(tǒng)的過(guò)程相比可減少約三分之一的電力消耗,且對(duì)污水的處理效果極好。

新型處理方法：將氧氣直接用于污水處理。城市污水處理現(xiàn)在是按減污思路進(jìn)行的,反過(guò)來(lái),若采用增氧措施,效果會(huì)更好。減污治理目前只能收獲“中水”和污泥(可轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥)。增氧治污則可收獲清水、水產(chǎn)品和污泥。水體增氧凈化國(guó)外已有實(shí)例。3、輕烴分離LNG冷能用于C2+分離和裂解制乙烯裝置中的裂解產(chǎn)物深冷分離，是LNG冷能利用的極佳途徑。LNG冷能用于輕烴分離的主要產(chǎn)品C2既可以進(jìn)一步分離，作為丙烷和LPG(主要成分是丙烷和丁烷)分別出售，又可將其作為制取乙烯的工業(yè)原料，市場(chǎng)前景都非常樂(lè)觀。4、蓄冷裝置LNG主要用于發(fā)電和城市燃?xì)?，因此LNG的氣化負(fù)荷易隨時(shí)間和季節(jié)發(fā)生波動(dòng)。LNG冷能的波動(dòng)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響,必須予以重視。-35-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式（間接利用）日本大阪煤氣研發(fā)的LNG蓄冷裝置利用相變物質(zhì)的潛熱，在冷能充裕時(shí)，吸收冷能而凝固，在冷能供應(yīng)不足時(shí)，熔化并釋放冷能。蓄冷裝置用來(lái)平衡LNG氣化量的晝夜波動(dòng),能夠大大提高接收站中LNG冷能的利用率（近一倍）,并且具有較大的操作彈性。典型日LNG接收站的氣化曲線典型日LNG氣化量的組成以冷媒為介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)-36-2023/6/4二、LNG冷能利用的方式LNG冷能利用方式總結(jié)梯度綜合、集成利用從工程實(shí)際來(lái)看,很多利用方式不容易實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用各環(huán)節(jié)實(shí)際上是很難銜接好的：除LNG冷能用于發(fā)電因其產(chǎn)業(yè)鏈很短，可以說(shuō)不受其他因素干擾外,其他的LNG冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈都很長(zhǎng),會(huì)受到市場(chǎng)、資源、環(huán)境、運(yùn)輸?shù)戎T多因素的影響，從冷能梯級(jí)利用的角度可能是比較匹配的項(xiàng)目，卻在其他因素上存在諸多困難和矛盾，放在一起很難實(shí)現(xiàn)。低溫冷量的經(jīng)濟(jì)輸送距離只能1~3km。空氣的液化分離是最合理、最能充分利用LNG低溫位冷能的方法輕烴回收是收益率最高的LNG冷能利用方法低溫冷庫(kù)是節(jié)能效果最明顯的LNG冷能利用方法深冷發(fā)電是最可能大規(guī)模利用的LNG冷能利用方法這幾種LNG冷能利用的方法,我國(guó)目前的技術(shù)水平都能自主掌握、獨(dú)立實(shí)現(xiàn)低溫粉碎（-130~-80℃）冷庫(kù)（-42~-15℃）空氣分離（-191~-150℃）干冰制造（-78℃），冷能發(fā)電（-40℃），人造雪球（-60~-10℃），空調(diào)冷系統(tǒng)（-5~-10℃）三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用的現(xiàn)狀

1、國(guó)外LNG冷能利用現(xiàn)狀

2、國(guó)內(nèi)LNG冷能利用現(xiàn)狀 3、LNG冷能的綜合利用 4、LNG冷能利用的注意事項(xiàng) 5、LNG冷能利用的經(jīng)濟(jì)效益2023/6/4三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀1、國(guó)外LNG冷能利用現(xiàn)狀國(guó)家利用方式詳細(xì)信息備注日本深冷發(fā)電空氣分離液體CO2及干冰冷凍冷藏庫(kù)深冷發(fā)電（15臺(tái)低溫朗肯循環(huán)獨(dú)立發(fā)電裝置）空氣分離（7臺(tái)，處理能力1~2萬(wàn)m3/h）液體CO2及干冰（3臺(tái)，生產(chǎn)能力100t/d）冷凍冷藏庫(kù)（1座深度冷凍倉(cāng)庫(kù)，3.32萬(wàn)t）據(jù)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，日本東京煤氣公司Negishi終端在1993~1994年1年中被利用了冷能的95萬(wàn)噸LNG中，36.3%用于空氣液化分離，56.3%用于深冷發(fā)電，其余用于生產(chǎn)液體二氧化碳和干冰及低溫冷庫(kù)。韓國(guó)空氣分離食品冷凍冷藏主要是空分為主冷能利用率不到20%印度發(fā)電利用LNG冷能來(lái)提高大型燃?xì)廨啓C(jī)出力印度達(dá)波爾電廠（美國(guó)安然投資，安裝GE的740MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，年使用LNG230萬(wàn)噸）2023/6/4三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀2、國(guó)內(nèi)LNG冷能利用現(xiàn)狀冷能的梯級(jí)利用上述單項(xiàng)利用方法主要是只考慮了冷能的回收，而沒(méi)有考慮品位的利用，造成大量?損耗，從能量有效利用的角度來(lái)看是不合理的。而對(duì)LNG冷能進(jìn)行梯級(jí)利用是很好的解決辦法。

2023/6/4三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀3、LNG冷能利用的綜合利用高能高用低能低用溫度對(duì)口梯級(jí)利用-41-2023/6/4LNG衛(wèi)星氣化站冷能利用技術(shù)LNG衛(wèi)星站冷能特性：流量小、分布廣、流量波動(dòng)大、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不定、下游管網(wǎng)壓力低、下游用戶少、連續(xù)供氣性差LNG衛(wèi)星站冷能利用項(xiàng)目特性：投資少、操作靈活、見(jiàn)效快、備用制冷設(shè)備簡(jiǎn)單德化LNG冷能利用總體原則流程圖三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀年節(jié)電效益600萬(wàn)-42-2023/6/4三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀4、LNG冷能利用的注意事項(xiàng)1、利用過(guò)程的溫度要求：由于產(chǎn)生低溫所需動(dòng)力隨著溫度降低將快速增加，機(jī)械效率降低，且工廠的造價(jià)隨溫度降低增加。因此要綜合考慮、充分利用LNG的-160℃的低溫,而非溫度越低越好。2、用量的限制：由于LNG的使用量也隨晝夜變化而變化，必須使用容易調(diào)節(jié)的系統(tǒng),能根據(jù)燃?xì)庀到y(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)負(fù)荷的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)LNG供應(yīng)負(fù)荷的變化。3、工廠位置的限制：輸送LNG的低溫管道造價(jià)很高，且存在壓力和冷量損失。因此冷能利用工廠須盡可能靠近LNG終端接收站；但考慮到采購(gòu)和銷售，需兼顧交通便利。因此選廠址很困難。4、安全限制：直接利用LNG冷能最好，但因LNG易燃，應(yīng)避免直接和物質(zhì)進(jìn)行熱交換。而使用某種冷媒(如氟利昂),將使系統(tǒng)復(fù)雜和昂貴。5、間接利用的限制：利用LNG冷能制成液化氮和液化氧，需要消耗LNG冷能和電力，成本很高，有些工藝過(guò)程雖可以實(shí)現(xiàn)，但許多情況下被證明是不經(jīng)濟(jì)的。-43-2023/6/4三、國(guó)內(nèi)外LNG冷能利用現(xiàn)狀5、LNG冷能利用的經(jīng)濟(jì)效益如某350萬(wàn)噸/年的LNG項(xiàng)目，因位于一個(gè)特大型循環(huán)經(jīng)濟(jì)區(qū)之內(nèi)，有規(guī)模大、溫位分布適宜的重化工業(yè)及其他低溫冷能用戶：包括大規(guī)?？辗?、油田伴生氣輕烴分離，以及通過(guò)冷媒循環(huán)系統(tǒng)向下游低溫粉碎、干冰、冷庫(kù)等用戶供冷，總供冷負(fù)荷逾70MW；70%以上的冷能可獲得利用?？尚行匝芯勘砻?，接收站售冷、節(jié)省天然氣加熱爐（SCV）燃料氣收益加上繳稅金，總經(jīng)濟(jì)效益約4億元/年。較高的內(nèi)部收益率:伴生氣輕烴分離項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率高于50%，空分項(xiàng)目高于25%，冷媒循環(huán)及各下游冷能用戶項(xiàng)目也在16%以上。經(jīng)濟(jì)效益都很高。四、LNG冷能利用的前景-45-2023/6/4四、LNG冷能利用的前景與熱能、電能、原子能一樣,冷能也是一種能源形態(tài)。當(dāng)人類認(rèn)識(shí)并駕馭一種新的能源形態(tài)之后,必將對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。促成鋼鐵和天然氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)姻，綜合利用空分氧、氮產(chǎn)品。鋼鐵行業(yè)目前是氧氣的最大用戶,LNG冷能回收將成為氮?dú)獾淖畲笥脩?兩者結(jié)合使空分產(chǎn)品得到最大限度地綜合利用。目前正在建設(shè)的首鋼搬遷工程和規(guī)劃中的中石油唐山LNG接收站同處河北曹妃甸工業(yè)區(qū),具備結(jié)合的充分必要條件。兩者聯(lián)合建造使用空分設(shè)備,各得其所,將為我國(guó)LNG冷能回收利用創(chuàng)造一個(gè)典范。氧氣生產(chǎn)成本降低,將促進(jìn)氧氣進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,如:劣質(zhì)煤、煤矸石、高爐煤氣、垃圾、秸稈等低熱值燃料發(fā)電,普及水體增氧技術(shù)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理等。LNG冷能回收利用不是一個(gè)簡(jiǎn)單孤立的節(jié)能項(xiàng)目,它可以通過(guò)冷能直接利用串起一個(gè)低溫產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)還可以通過(guò)空分液化分離技術(shù)改進(jìn),擴(kuò)展空氣制品(俗稱工業(yè)氣體)應(yīng)用領(lǐng)域，帶動(dòng)一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)群。這點(diǎn)只要回顧一下50多年來(lái)氧氣煉鋼對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的影響就不難理解。-46-2023/6/4四、LNG冷能利用的前景（展望）1、在中國(guó)目前的能源形勢(shì)下利用LNG冷能是必要和可能的：前已述及,中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和模式轉(zhuǎn)型決定了大規(guī)模利用LNG冷能的絕對(duì)必要性,并提供了宏大的冷能用戶市場(chǎng)。大型LNG接收站的冷能,首先要瞄準(zhǔn)大空分、煤氣化、輕烴分離等大規(guī)模市場(chǎng)。傳統(tǒng)的冷能產(chǎn)業(yè)也需要在循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式下,集成利用。2、關(guān)鍵:冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈與LNG接收站同步規(guī)劃、建設(shè)：LNG冷能綜合集成利用產(chǎn)業(yè)鏈,涉及下游的眾多行業(yè)、部門和企業(yè),實(shí)施的關(guān)鍵就是接收站與下游各冷能利用項(xiàng)目的早期同步規(guī)劃和同步建設(shè)。在目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)體制和項(xiàng)目審批程序下,這是最大的障礙。中央企業(yè)與地方政府、企業(yè)各自掌握產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié);部門分割、短期利益驅(qū)動(dòng)、觀念落后等都是統(tǒng)籌規(guī)劃的巨大障礙。LNG冷能綜合集成利用產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建,需要接收站業(yè)主協(xié)同地方循環(huán)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、相關(guān)的其他企業(yè)部門統(tǒng)一規(guī)劃。首先,在選址階段,就必須充分考慮附近的工業(yè)布局和與可能的冷能產(chǎn)業(yè)鏈的集成，以及接收站附近的建設(shè)情況(例如那個(gè)冷能產(chǎn)業(yè)的用地)。選址和規(guī)劃是關(guān)鍵,因?yàn)橐坏┻x定地點(diǎn),各自分別規(guī)劃設(shè)計(jì)完成,再想改也來(lái)不及了。-47-2023/6/4四、LNG冷能利用的前景3、癥結(jié):循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)內(nèi)冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)協(xié)同機(jī)制：迄今為止的實(shí)踐工作說(shuō)明,抓住上述中國(guó)發(fā)展模式轉(zhuǎn)換的歷史機(jī)遇,按照市場(chǎng)機(jī)制推進(jìn)下游冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建的困難,與組建循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)的困難相類似:各行業(yè)的國(guó)有大企業(yè)在相互關(guān)系中都希望牽頭做主,在內(nèi)部各子公司或部門間則以行政管理方式配置資源;時(shí)常脫離市場(chǎng)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律。例如,LNG接收站向下游冷能用戶售冷的價(jià)格隨意敲定,難以保證互利。實(shí)際上,向下游潛在用戶提供合理而有競(jìng)爭(zhēng)力的冷能價(jià)格,是招商引資的重要條件。沒(méi)有下游冷能市場(chǎng)的充分發(fā)育,接收站就不可能從冷能利用中獲得經(jīng)濟(jì)效益。4、展望:中國(guó)LNG冷能利用產(chǎn)業(yè)將居世界前列：特定的歷史機(jī)遇使中國(guó)LNG冷能具備了綜合集成利用條件,在充分汲取各國(guó)成熟技術(shù)基礎(chǔ)上,通過(guò)自主集成創(chuàng)新,利用好這個(gè)機(jī)遇,中國(guó)LNG冷能利用一定能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)、管理機(jī)制、市場(chǎng)運(yùn)