CN207113407U

CN207113407U - 在液化天然气发电中利用lng冷能制干冰的工艺系统

Info

Publication number: CN207113407U
Application number: CN201721094836.8U
Authority: CN
Inventors: 吴新龙; 李琨杰; 李静波; 赵婧怡
Original assignee: Shanxi High-Carbon Energy Low-Carbon Research And Design Institute Ltd
Current assignee: Shanxi High-Carbon Energy Low-Carbon Research And Design Institute Ltd
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2018-03-16
Anticipated expiration: 2027-08-30

Abstract

本实用新型公开了一种在液化天然气发电中利用LNG冷能制干冰的工艺系统，包括LNG低温泵（1），所述LNG低温泵（1）通过流量调节阀（20）与冷箱（3）进口连接，该流量调节阀（20）的两端分别通过截止阀（22）并接LNG气化器（2）的进口和出口；所述冷箱（3）出口通过流量调节阀（20）连接燃气轮机（4），所述燃气轮机（4）的燃烧废气出口安装捕碳装置（5）。本系统能有效的利用燃烧产物二氧化碳和LNG冷能，实现对冷能的梯级利用和碳减排，具有重要的经济和节能减排意义。

Description

在液化天然气发电中利用LNG冷能制干冰的工艺系统

技术领域

本实用新型涉及制备干冰系统，具体是一种在液化天然气发电过程中，在烟气放空系统前设置捕碳装置，然后利用LNG冷能对二氧化碳进行冷却、液化、然后制备干冰的工艺系统。

背景技术

随着海上LNG贸易的不断发展，海运LNG价格的降低，海上LNG相对于管道天然气在价格上凸显优势。且在目前迫于环境压力，燃煤电厂产能逐步压缩。在此背景下，未来，将有更多LNG直接在港口附近进行气化，用于发电。干冰在食品加工、铸造、机械加工、化工等领域都有广泛的应用。而LNG发电中，LNG燃烧产物基本都是二氧化碳和水，使用排放的烟气中的二氧化碳，利用LNG冷能制备干冰，能有效利用二氧化碳和LNG冷能，有重要的经济、节能减排意义。

发明内容

本实用新型的目的是以LNG为燃料的燃气电厂，为了有效利用LNG冷能，使用天然气燃烧产物中的二氧化碳进行制备干冰的工艺系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种在液化天然气发电中利用LNG冷能制干冰的工艺系统，包括LNG低温泵，所述LNG低温泵通过流量调节阀与冷箱进口连接，该流量调节阀的两端分别通过截止阀并接LNG气化器的进口和出口；所述冷箱出口通过流量调节阀连接燃气轮机，所述燃气轮机的燃烧废气出口安装捕碳装置，所述捕碳装置连接脱硫装置进口，所述脱硫装置出口连接水洗装置进口，所述水洗装置出口连接干燥装置进口，所述干燥装置出口连接换热器Ⅰ的管程进口，所述换热器Ⅰ的管程出口连接换热器Ⅱ的管程进口，所述换热器Ⅱ的管程出口通过压缩机Ⅳ连接换热器Ⅲ的管程进口，所述换热器Ⅲ的管程出口连接低温储罐，所述低温储罐连接干冰机；所述干冰机的CO₂出口与压缩机Ⅳ进口连接。

所述换热器Ⅰ的壳程出口依次通过电加热器Ⅰ和压缩机Ⅰ与冷箱的预冷段介质进口连接，所述冷箱的预冷段介质出口与换热器Ⅰ的壳程进口连接；所述换热器Ⅰ的壳程出口通过止回阀通入干空气；所述压缩机Ⅰ出口连接放空管路。

所述换热器Ⅱ的壳程出口依次通过电加热器Ⅱ和压缩机Ⅱ与冷箱的中冷段介质进口连接，所述冷箱的中冷段介质出口与换热器Ⅱ的壳程进口连接；所述换热器Ⅱ的壳程进口通过止回阀通入干空气、同时连接放空管路。

所述换热器Ⅲ的壳程出口依次通过电加热器Ⅲ和压缩机Ⅲ与冷箱的深冷段介质进口连接，所述冷箱的深冷段介质出口与换热器Ⅲ的壳程进口连接；所述换热器Ⅲ的壳程出口通过止回阀通入干空气；所述压缩机Ⅲ出口连接放空管路。

系统启动时，首先关闭位于LNG低温泵后面管路上的流量调节阀，LNG经LNG低温泵增压后，进入LNG气化器进行气化，经过冷箱，进入燃气轮机发电后，电力进入电网，燃气废气放空排放。当冷箱正常工作后，适度调节该流量调节阀，控制LNG流入气化器的量，LNG经过该流量调节阀、LNG气化器，进入冷箱的预冷段、中冷段、深冷段进行换热、气化后，进入燃气轮机进行燃烧发电。

捕碳装置对排放的燃烧尾气进行捕碳后，二氧化碳气体经脱硫、水洗、干燥后，进入分别通过三个热交换器，进行预冷、中冷、深冷液化后进入低温储罐储存，再进入干冰机进行干冰制备。

系统启动前：由管道、压缩机，电加热器、热交换器和冷箱的预冷段、中冷段、深冷段分别组成的三个封闭的热交换系统中，充入额定压力的热交换介质气体。通过压缩机，使三个系统中介质气体的流动，分别对二氧化碳进行预冷、中冷和深冷液化。

目前，大多数燃气电厂中，天然气进行燃烧发电后都进行了直接排放，而LNG冷能也得不到有效利用，本系统能有效的利用燃烧产物二氧化碳和LNG冷能，实现对冷能的梯级利用和碳减排，具有重要的经济和节能减排意义。

附图说明

图1表示本实用新型的结构示意图。

图中：1-LNG低温泵，2-LNG气化器，3-冷箱，4-燃气轮机，5-捕碳装置，6-脱硫装置，7-水洗装置，8-干燥器，9-压缩机Ⅰ，10-电加热器Ⅰ，11-换热器Ⅰ，12-换热器Ⅱ，13-压缩机Ⅱ，14-电加热器Ⅱ，15-压缩机Ⅲ，16-电加热器Ⅲ，17-换热器Ⅲ，18-低温储罐，19-干冰机，20-流量调节阀，21-止回阀，22-截止阀，23-压缩机Ⅳ。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种在液化天然气发电中利用LNG冷能制干冰的工艺系统，NG为燃料的燃气电厂中利用燃烧尾气中的二氧化碳和LNG的冷能制备干冰的工艺系统，本系统主要包括LNG低温泵、LNG气化器、冷箱、燃气轮机、捕碳装置、脱硫装置、水洗装置、干燥器、压缩机、电加热器、换热器、低温储罐、干冰机等设备。具体连接关系如图1所示，LNG低温泵1通过流量调节阀20与冷箱3进口连接，该流量调节阀20的两端分别通过截止阀22并接LNG气化器2的进口和出口；冷箱3出口通过流量调节阀20连接燃气轮机4，燃气轮机4的燃烧废气出口安装捕碳装置5，捕碳装置5连接脱硫装置6进口，脱硫装置6出口连接水洗装置7进口，水洗装置7出口连接干燥装置8进口，干燥装置8出口连接换热器Ⅰ11的管程进口，换热器Ⅰ11的管程出口连接换热器Ⅱ12的管程进口，换热器Ⅱ12的管程出口通过压缩机Ⅳ23连接换热器Ⅲ17的管程进口，换热器Ⅲ17的管程出口连接低温储罐18，低温储罐18连接干冰机19；干冰机19的CO₂出口与压缩机Ⅳ23进口连接。

换热器Ⅰ11的壳程出口依次通过电加热器Ⅰ10和压缩机Ⅰ9与冷箱3的预冷段介质进口连接，冷箱3的预冷段介质出口与换热器Ⅰ11的壳程进口连接；换热器Ⅰ11的壳程出口通过止回阀21通入干空气；压缩机Ⅰ9出口连接放空管路，放空管路安装截止阀。

换热器Ⅱ12的壳程出口依次通过电加热器Ⅱ14和压缩机Ⅱ13与冷箱3的中冷段介质进口连接，冷箱3的中冷段介质出口与换热器Ⅱ12的壳程进口连接；换热器Ⅱ12的壳程进口通过止回阀21通入干空气、同时连接放空管路，放空管路安装截止阀。

换热器Ⅲ17的壳程出口依次通过电加热器Ⅲ16和压缩机Ⅲ15与冷箱3的深冷段介质进口连接，冷箱3的深冷段介质出口与换热器Ⅲ17的壳程进口连接；换热器Ⅲ17的壳程出口通过止回阀21通入干空气；压缩机Ⅲ15出口连接放空管路，放空管路安装截止阀。

系统启动时，首先关闭位于LNG低温泵1后面管路上的流量调节阀20，LNG经LNG低温泵1增压后，进入LNG气化器2进行气化（系统启动时，冷箱未正常工作，需要气化器对LNG进行气化给燃气轮机供应燃料），经过冷箱3，进入燃气轮机4燃烧发电后，电力进入电网，燃气废气放空排放。当冷箱3正常工作后，适度调节位于LNG低温泵1后面管路上的流量调节阀20（流量调节阀调节范围0-100%），通过调节LNG气化器2两侧的截止阀22，控制LNG进入LNG气化器2的量，LNG经过并联的流量调节阀20和LNG气化器2，进入冷箱3的深冷段、中冷段、预冷段进行换热、气化后，进入燃气轮机进行燃烧发电，电力并入电网。

经过捕碳装置5对排放的燃烧尾气进行捕碳，二氧化碳气体依次经脱硫装置6、水洗装置7、干燥器8进行脱硫、净化、干燥后，进入热交换器Ⅰ11将二氧化碳气体预冷降温，然后进入热交换器Ⅱ12对二氧化碳气体进行中冷降温，经过压缩机Ⅳ23压缩后通过冷箱3的深冷段热交换器Ⅲ17进行深冷液化后，液态二氧化碳进入低温储罐18储存，最后液态二氧化碳进入干冰机19进行干冰制造。干冰机19中未完全利用的二氧化碳经过止回阀21后，与热交换器Ⅱ12出来的二氧化碳混合。

系统启动前：1、将由管道、压缩机Ⅰ9，电加热器Ⅰ10、热交换器I11、冷箱3的预冷段组成对二氧化碳进行预冷的封闭系统中充入干空气到额定压力；2、将由管道、压缩机Ⅱ13，电加热器Ⅱ14、热交换器II12、冷箱3的中冷段组成对二氧化碳进行降温的中冷封闭系统中充入干空气到额定压力；3、将由管道、压缩机Ⅲ15，电加热器Ⅲ16、热交换器Ⅲ17、冷箱3的深冷段组成对二氧化碳进行也换的深冷封闭系统中充入氮气到额定压力。然后启动压缩机Ⅰ9、压缩机Ⅱ13、压缩机Ⅲ15，三个封闭系统中的气体进行流动，开始热交换。当设备停止运行时，三个封闭系统放空管路上的截止阀打开，将热交换系统中使用的介质气体放空。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖权利要求保护范围中。

Claims

1.一种在液化天然气发电中利用LNG冷能制干冰的工艺系统，其特征在于：包括LNG低温泵（1），所述LNG低温泵（1）通过流量调节阀（20）与冷箱（3）进口连接，该流量调节阀（20）的两端分别通过截止阀（22）并接LNG气化器（2）的进口和出口；所述冷箱（3）出口通过流量调节阀（20）连接燃气轮机（4），所述燃气轮机（4）的燃烧废气出口安装捕碳装置（5），所述捕碳装置（5）连接脱硫装置（6）进口，所述脱硫装置（6）出口连接水洗装置（7）进口，所述水洗装置（7）出口连接干燥装置（8）进口，所述干燥装置（8）出口连接换热器Ⅰ（11）的管程进口，所述换热器Ⅰ（11）的管程出口连接换热器Ⅱ（12）的管程进口，所述换热器Ⅱ（12）的管程出口通过压缩机Ⅳ（23）连接换热器Ⅲ（17）的管程进口，所述换热器Ⅲ（17）的管程出口连接低温储罐（18），所述低温储罐（18）连接干冰机（19）；所述干冰机（19）的CO₂出口与压缩机Ⅳ（23）进口连接；

所述换热器Ⅰ（11）的壳程出口依次通过电加热器Ⅰ（10）和压缩机Ⅰ（9）与冷箱（3）的预冷段介质进口连接，所述冷箱（3）的预冷段介质出口与换热器Ⅰ（11）的壳程进口连接；所述换热器Ⅰ（11）的壳程出口通过止回阀（21）通入干空气；所述压缩机Ⅰ（9）出口连接放空管路；

所述换热器Ⅱ（12）的壳程出口依次通过电加热器Ⅱ（14）和压缩机Ⅱ（13）与冷箱（3）的中冷段介质进口连接，所述冷箱（3）的中冷段介质出口与换热器Ⅱ（12）的壳程进口连接；所述换热器Ⅱ（12）的壳程进口通过止回阀（21）通入干空气、同时连接放空管路；

所述换热器Ⅲ（17）的壳程出口依次通过电加热器Ⅲ（16）和压缩机Ⅲ（15）与冷箱（3）的深冷段介质进口连接，所述冷箱（3）的深冷段介质出口与换热器Ⅲ（17）的壳程进口连接；所述换热器Ⅲ（17）的壳程出口通过止回阀（21）通入干空气；所述压缩机Ⅲ（15）出口连接放空管路。