[实用新型]一种利用LNG冷能生产液氮装置

说明书

一种利用LNG冷能生产液氮装置，该装置是：LNG经过液体泵压缩后送入换热器与氮气换热，复热至较低温度后送入BOG压缩机增压最终送入NG管网，来自管网或循环压缩机的氮气分为两股：一股先经过膨胀机增压端增压冷却，然后进入主换热器中冷却至一定温度后抽出至膨胀机膨胀，膨胀后的氮气经过复热至常温后再次进入膨胀机增压端增压冷却，并返回液化器中的主换热器冷却，待降低至一定温度后中抽送入膨胀机膨胀，膨胀后的低压氮气回换热器复热，在出冷箱后直接放空或送入氮气循环压缩机循环；一股直接送入换热器与LNG换热，冷却至目标温度并冷凝成液氮后，液氮分为二部分：其一液氮节流至低压后送入过冷器中对液氮进行过冷，蒸发后的低压液氮经主换热器复热放空或回循环氮气压缩机循环；其二经过过冷的液氮直接节流送入液氮贮槽。

技术领域

本实用新型涉及的是一种利用LNG冷能生产液氮的装置，主要适用于将空气及液氮进行液化，生产诸如液氮等液体产品，属于低温空气分离技术领域。

背景技术

随着国家能源结构调整及节能减排政策的实施，采用更加高效清洁的能源来代替传统能源已经大力开展。天然气作为清洁能源之一，因其能量密度高，使用便利，污染小，其消费量越来越大。根据国家的经济发展趋势，以及相关的法律和政策，今后我国天然气需求潜力仍将进一步扩大。通过近十几年的发展，目前国内天然气供应已形成多气源供应格局，已经基本形成了较为完整的LNG产业链，近些年特别在LNG接收站方面发展十分迅猛，LNG进口量快速增长，年均增长52％。

天然气在大气压下冷却至约一162℃时，由气态转变成液态，即LNG。LNG是一种无色透明液体，主要成分为甲烷，LNG体积约为同质量标准气态天然气体积的l／625，密度为450kg／nf，具有能源储存率高、占地少、投资省的特点。LNG包含30%的高品位冷能，随着LNG规模的不断扩大，其LNG蕴含冷能的充分利用具有极其重大的经济价值及社会意义。

当前国内外LNG冷能利用主要依靠空气分离、轻烃分离、低温发电、海水淡化、二氧化碳捕集、废旧橡胶低温粉碎、制冷等。其中LNG冷能与低温空气分离技术的冷能品质最为接近，是公认的较好方式，如合理的利用可以大幅度的降低空分装置液体产品（液氮等）的生产能耗，可以大幅度降低液氮、液氧等低温液体产品的成本。

专利ZL200810121860.5提出了一种由低温氮气循环机、氮气透平压缩机、天然气换热器、高温增压透平膨胀机、低温增压透平膨胀机、汽液分离器以及液氮过冷器组成液氮生产装置，生产1kg液氮的电消耗仅为0.24kwh。所述的方法及装置虽然具有较高的LNG冷能利用效率，但因压缩机、增压机等都采用低温进气方式，导致技术远不够成熟，且设备成本极其昂贵。

专利ZL201410616943.7提出了一种回收利用LNG 冷能的氮气液化系统，该系统采用一台氮气循环压缩机旨在提供一种结构简单，冷能利用率高，可降低氮气压缩机压力等级和换热器压力等级，节约能耗的氮气液化系统。该系统设备简单，技术成熟可靠，但在实际应用中存在LNG冷能利用率低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种技术成熟，设备便宜，而且LNG冷能利用率极高的利用LNG冷能生产液氮的装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种利用LNG冷能生产液氮的装置，它包括LNG经过液体泵压缩后送入换热器与氮气换热，复热至较低温度后送入BOG压缩机增压最终送入NG管网，所述管网或循环压缩机的氮气分为两股：一股先经过膨胀机增压端增压冷却，然后进入主换热器中冷却至一定温度后抽出至膨胀机膨胀，膨胀后的氮气经过复热至常温后再次进入膨胀机增压端增压冷却，并返回液化器中的主换热器冷却，待降低至一定温度后中抽送入膨胀机膨胀，膨胀后的低压氮气回换热器复热，在出冷箱后直接放空或送入氮气循环压缩机循环；一股直接送入换热器与LNG换热，冷却至目标温度并冷凝成液氮后，液氮分为二部分：其一液氮节流至低压后送入过冷器中对液氮进行过冷，蒸发后的低压液氮经主换热器复热放空或回循环氮气压缩机循环；其二经过过冷的液氮直接节流送入液氮贮槽。