论LNG冷能利用方式及发展前景

论 LNG冷能利用方式及发展前景

潘骁骅

中石油京唐液化天然气有限公司

摘要：针对当前液化天然气市场发展来看，在分析了LNG冷能利用研究现状的基础上，分别从冷能梯级利用和新工艺的开发等角度分析了LNG冷能利用率提高方法，希望今后全面促进我国的LNG冷能利用水平有所帮助。

关键词：液化天然气，冷能利用，利用效率，发展前景

结合当前的液化天然气市场发展的情况来看，考虑到LNG温度低至-162℃的情况，大都是通过实现气态压缩天然气方式来进行气瓶或者官网的输送。在此过程中，进行气化的环节中意味着大量的释放冷能的情况，如果能结合实际需求来充分利用这部分冷能，则符合当前的绿色低碳经济社会的发展要求。同时，对于LNG冷能利用后的废弃物进行分析，其主要就是CO2和水，其体现出明显的环保优势。总体来看，当前的短期内LNG供大于求，特别是在综合利用LNG的冷能存在着不足之处。如果能在这方面充分利用，能有效实现LNG产品的附加值全面提升，尽可能弥补存在着过高的价格问题，有助于对于市场困境有所缓解。

1 LNG冷能利用研究现状

结合当前我国的LNG接收站建设情况来看，尽管其建设规模正在逐步扩大，但整体的LNG冷能利用技术还有待进一步提升，特别是如何高效利用LNG冷能和发达国家相比依然存在不小的差距。比如，日本的油气资源非常短缺，其是世界上目前LNG最大的进口国，其也具备世界最为先进水平的LNG冷能动用鞥能力，能将其有效应用在空气分离、低温发电、制造液态CO2、干冰和冰以及低温冷库等方面，结合相关统计数据，超过20%的LNG冷能能结合实际需求来加以利用。同时，韩国在应用LNG冷能方面也有着一定的优势，能有效在空气液化分离和食品冷冻库等方面有着成熟化的应用，但总体上应用范围还有待进一步提升。

考虑到LNG冷能温度低的特点，其属于高品位能源的范畴。结合实际情况来看，LNG冷能利用方式主要分为直接利用和间接利用等两个方面。在进行直接利用的环节中，主要是LNG冷能在没有转化的影响下，就能有效应用在工业生产环节，主要集中在低温冷库、冷能发电、冷能空气分离、制造干冰和液态CO2、海水淡化、低温粉碎化学物料、轻烃分离回收、低温养殖和栽培等范畴中，并能获得良好的应用效果；在进行间接利用的实践中，主要就是二次利用LNG冷能生产出来的工业产品，这种方式能借助于LNG冷能空分得到的液氮，液氨和液氧。这样就是在工业应用中充分发挥出液氮，液氨和液氧在各自领域中的重要作用，有效应用在各个工业体系中。结合当前的LNG冷能利用技术发展情况，除了空分利用的温度范围在-150 -70℃之外，相应的冷能利用方式的冷温位还难以满足于LNG气化的冷能温度分布情况。在这样的背景下，从热力学的角度来看，相应的过程损失较大，还有待全面提升其经济效益水平。

2 LNG冷能利用率提高方法

2.1冷能梯级利用

借助于LNG冷能梯级利用技术，能有效满足于降低冷能回收环节中的能量损失，保障满足较高的利用效率。比如，在具体的-162℃LNG应用在-60℃的冷库环境中，需要考虑到过大的传热温差，意味着大量的能源损失问题，存在着能量利用不合理的情况。结合冷能梯级利用技术能有效解决上述问题，结合相关的研究情况分析如下。一是，基于发电与海水的LNG冷能梯级利用技术，能借助于高品位LNG冷能，将其应用在低温有机朗肯循环发电过程中，这样可以有效保障相关设备使用或者进行上网输出的操作。在基础上，能有效借助于LNG冷能来实现冷冻法海水淡化，不仅有效控制了冷污染问题，还有助于全面提升冷能利用效率，实现预期的经济目标；二是，借助于发电与制冷相结合的LNG冷能梯级利用技术，通过差不多类似的高品位LNG冷能用于低温有机朗肯循环发电方式，能有效实现低品位冷能的回收处理，有效实现办公区、生活区的空调供冷等实际需求，这样有效实现能量转换。同时，部分研究者还提出，借助于流程的集成化发展，能在满足冷库冷媒液化所需的中低温位LNG的冷能的要求下，有效将其实现转变为电能，能满足相应的电力需求，大大提升了LNG冷能利用效率。

2.2 新工艺的开发

在开发新工艺的过程中，能有效在原有方案的基础上予以改进。比如，借助于LNG冷能的朗肯循环方式予以改进，充分开展分级利用的基础上，能明显提升流程能量回收效率。多级的方式能全面提升冷能利用效率，实现相关流程指标的全面提升。结合传统LNG冷能发电技术的情况，研究人员结合实际需求来改进了液化天然气冷能利用发电方案，能将低温半导体技术融入到冷能利用方面，实现LNG冷能和光伏技术相结合等。

另外，还重视进行新的冷能利用方案的开发工作。有学者借助于温差发电装置对液化天然气冷能和汽车废气余热来实现的回收利用，这种方式不仅能有效实现气化器负荷及尺寸减小，还能满足绿色节能的要求。当前，还有人提出智能化楼宇LNG冷热电联供方案，在这种模式下，能有效实现综合利用LNG的冷能、压力能、与化学能，从而从系统化的角度来全面提升能量利用效率。

3结论

综上所述，针对当前我国应用LNG冷能的实际情况，尽管在此方面获得了一定的成绩，但总体如何实现高质量、高效率的冷能利用还存在一定差距。在未来的LNG研究工作中，大都是集中于如何高效开展LNG冷能的阶梯利用，以及如何提出创新性的冷能利用方案以及配套工艺。

参考文献：

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