由天然氣液化生產LNG耗電約為850kWh/t。當LNG在常壓下氣化時,約放出230kWh/t從-162℃到5℃的冷量。實際操作中,LNG需要用泵提高壓力后氣化外送,部分冷能轉化為壓力能。在5.5MPa和8MPa下,LNG氣化釋放出的冷能分別減少到203kWh/t和190kWh/t。
LNG冷能利用早已在日本和我國臺灣省等LNG市場開展,主要利用途徑有:
、倮淠苡糜诳諝夥蛛x制液氧或液氮;
、诜蛛xLNG和附近油氣田伴生氣中的輕烴;
、蹚U舊橡膠輪胎低溫粉碎;
、芙柚h冷媒膨脹發電、梯級利用冷能;
、萦糜谥圃旃虘BCO2(干冰)、冷庫、制冰、低溫儲糧,乃至建筑物空調等。
不過迄今為止,日本和我國的接收站最多也只利用了不到20%的LNG冷能,大部分還是采用海水開架氣化器ORV或加熱爐SCV氣化,白白丟棄。此外,小型LNG衛星氣化站因氣化壓力低、消耗LNG壓火用少,可利用的冷能多,有利于采用直接膨脹發電與冷能集成、梯級利用。
中國到2020年將有規模為0.8億~1.0億t/a的LNG產業,可用的冷能量甚大。在嚴峻的能源形勢下這筆資源應當被充分利用。
未來中國LNG產業鏈和冷能利用條件與日本和我國臺灣完全不同,主要是:
、俳邮照九浜咸烊粴夤芫W調峰迫使夜間停止LNG氣化,使冷能輸出呈間斷模式,而上述各種冷能用戶,特別是最大潛在用戶LNG冷能空分,都要求連續穩定的冷能供應,這就增加了冷能利用的難度;
、谟糜诔鞘腥細庹{峰和衛星氣化站的LNG冷能既間斷,又是小規模;
、壑袊哂袠O為廣闊的LNG冷能空分產品下游市場。
這些特定國情要求中國LNG冷能利用走出一條獨立自主的創新之路,概括起來有以下幾項:
1)開發新型低溫混合冷媒和換冷、儲冷成套設施,替代ORV和SCV。盡可能使全部LNG氣化冷能都通過氣化換熱儲存于冷媒中,ORV和SCV僅做備用和平衡、補充。夜間停止氣化操作時以冷媒替代LNG維持空分裝置連續穩定運行,并可用于揮發氣BOG的再液化,節省電力。
2)空分產品的氣態氧用于200km距離內沿海石化企業煤氣化多聯產發電、供熱和制氫。液態氮用于以下用途:
、200km內油氣田壓裂和驅油,提高采收率;
、诠嘧⑵垦b車用燃料,在高壓下氣化膨脹做功,此項技術已經發明,不久將規;瘧;
、蹚U輪胎超低溫粉碎制精細膠粉;
、艹蜏乩鋷斓睦湓。
3)C2+含量在10%以上的“濕”LNG,用氣化冷能分離出C2+輕烴用作化工原料,余冷梯級利用。
4)LNG衛星氣化站的冷能可通過發電與逐級利用系統,用于干冰、冷庫、制冰、建筑物空調。
5)以LNG為燃料的車船氣化的冷能,用于車(船)載冷藏罐箱保冷,以及車(船)客艙空調。
中國正在進入依靠自主創新推動經濟社會發展的時代。上述幾項冷能利用技術對化工和暖通專業都是成熟技術,只需通過集成創新移植到LNG產業中來,做好頂層設計和規劃,技術的突破和推廣都不難。 |