[发明专利]一种LNG冷能梯级利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LNG冷能梯级利用方法，依据LNG的汽化特性曲线， 将LNG冷能与燃煤废气余热联合应用，建立LNG冷能梯级回收利用系统， 在利用冷能和燃煤废气余热发电的同时，可以对燃煤废气中的CO₂进行液 化捕集。达到了节能减排的目的，属于能量的转换利用领域。

背景技术

2015年12月12日巴黎气候变化大会通过全球气候变化新协定，《巴 黎协定》中指出各方将加强对气候变化威胁的全球应对，并定下了本世纪 下半叶实现温室气体净零排放的目标。而我国是以煤炭为一次性能源、以 火力发电为主的国家，以300MW燃煤机组为例，其CO₂年排放量约为 1.5×10⁶t，在造成严重的环境污染的同时又浪费了大量的低温热能。

LNG作为一种超低温(-162℃)液体，汽化过程中释放大量的冷能， 约为830kJ/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， 但目前冷能利用率仍不是很高。

近年来经众多学者研究发现，将LNG冷能和低温余热联合应用可达到 较好的能源利用效果，能够有效提高冷能利用率。故此，依据LNG的汽化 特性曲线，将LNG冷能与燃煤废气余热联合应用，建立LNG冷能梯级利 用系统，在利用LNG冷能和燃煤废气余热发电的同时，可以对燃煤废气中 的CO₂进行液化捕集，提高LNG冷能利用率，达到节能减排的目的。

发明内容

本发明提供一种LNG冷能梯级利用方法，依据LNG的汽化特性曲线， 将LNG冷能与燃煤废气余热联合应用，建立LNG冷能梯级利用系统，在 利用LNG冷能和燃煤废气余热发电的同时，可以对燃煤废气中的CO₂进行 液化捕集，提高LNG冷能利用率，达到节能减排的目的。本发明所述一种 LNG冷能梯级利用方法，方法中涉及的装置包括：LNG加压泵(1)；冷凝 器I(2)；工质泵I(3)；蒸发器I(4)；膨胀透平机I(5)；发电机I (6)；冷凝器Ⅱ(7)；工质泵Ⅱ(8)；蒸发器Ⅱ(9)；膨胀透平机Ⅱ (10)；发电机Ⅱ(11)；节流阀(12)；气体压缩机(13)；废气预冷 器(14)；混合器(15)；CO₂液化器(16)；气液分离器(17)；其特征 在于：LNG经加压泵(1)、冷凝器I(2)、冷凝器Ⅱ(7)进行换热，换 热后的LNG分为两股，一股经节流阀(12)、预冷器(14)进入混合器(15)， 另一股直接进入混合器(15)，混合后的LNG进入CO₂液化器(16)，对 CO₂进行冷却液化，随后进入管网；燃煤废气经蒸发器I(4)、蒸发器Ⅱ (9)、气体压缩机(13)、废气预冷器(14)、CO₂液化器(16)、气液 分离器(17)后得到液态CO₂和携带部分低温冷能的废气，低温废气回到 预冷器(14)为燃煤废气预冷提供部分冷能；工质I经冷凝器I(2)、工 质泵I(3)、蒸发器I(4)后，成为高温高压工质I蒸汽，随后进入膨胀 透平机I(5)做功，带动发电机I(6)发电；工质Ⅱ经冷凝器Ⅱ(7)、工 质泵Ⅱ(8)、蒸发器Ⅱ(9)后，成为高温高压工质Ⅱ蒸汽，随后进入膨 胀透平机Ⅱ(10)做功，带动发电机Ⅱ(11)发电。

所述的一种LNG冷能梯级利用方法，依据LNG的汽化特性曲线，将 LNG冷能与燃煤废气余热联合应用，在利用冷能和燃煤废气余热发电的同 时，可以对燃煤废气中的CO₂进行液化捕集。提高了LNG冷能利用率，达 到了节能减排的目的。

所述的一种LNG冷能梯级利用方法，选取制冷剂R1150作为发电单元I 中的循环工质。选取制冷剂R170作为发电单元Ⅱ中的循环工质。

所述的一种LNG冷能梯级利用方法，燃煤废气经蒸发器I(4)、蒸发 器Ⅱ(4)两次换热后，进入预冷器(14)，与经冷凝器I(2)、冷凝器Ⅱ (7)两次换热后的LNG和通过气液分离器(17)分离出的低温废气进行 换热预冷，达到预冷降温的作用。

所述的一种LNG冷能梯级利用方法，燃煤废气经CO₂液化器(16)后， 通过气液分离器(17)进行气液分离，得到的携带低温冷能的低温废气回 到预冷器(14)，为燃煤废气预冷提供部分的冷量。达到节能减排的目的。