LNG冷能用于空分系统工艺研究与工程化设计

发布时间：2020-10-09 04:25

　　传统空分技术生产运行压力高、电耗大、能耗高，采用LNG冷能为空分工艺提供冷源，已成为节约资源、减少能耗的有效方式之一。然而，现有的LNG冷能空分技术仍存在空分余冷利用不充分、生产设备大型化等问题，使得其应用受限，需要对其进行重新梳理，以扩大其应用范围。本文通过对现有的LNG空气分离系统进行研究，在分析了空气预处理系统、精馏系统、换热系统的关键技术及相关参数的基础上，提出了一套优化后的LNG冷能空分工艺方案。该工艺方案针对LNG空分系统的余冷温位的特点，分别设计了LNG空分余冷用于冷库-冷水空调和制冰-冷水空调的两套余冷利用联合工艺。同时，采用Aspen-plus进行了流程模拟，最后，采用火用分析方法对其进行了分析，分析结果表明：LNG空分-冷库-冷水空调系统的系统火用效率是60.8%，优于系统火用效率为54.7%的LNG空分-制冰-冷水空调系统，被确定为用于工程化的工艺方案。本论文以某LNG卫星站为研究背景，结合上述LNG冷能及其余冷利用工艺，确定了适用于该LNG站的冷能空分-冷库-冷水空调联合项目。通过对工艺进行工程化工艺流程设计、关键设备选型、技术经济性及操作弹性分析可知：项目设计LNG气化流量为6300Nm3/h，总投资4290万元，项目年均收益1209.38万元，静态投资回收期仅为3.55年。最后通过工艺的发展潜力分析可知，该工艺因小型化、撬装化、即开即停、投资少和见效快等特点可适用于处地偏远分散、LNG冷量较小且供冷不稳定LNG卫星站，具有广泛的发展前景。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TE43
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章绪论
    1.1 空气分离技术的研究进展概述
        1.1.1 化学吸收法
        1.1.2 变压吸附法
        1.1.3 薄膜渗透法
        1.1.4 低温精馏法
    1.2 LNG 冷能用于空气分离研究进展
        1.2.1 LNG 冷能技术发展概况
        1.2.2 LNG 冷能用于空气分离研究进展
        1.2.3 我国典型 LNG 冷能空分工程案例
    1.3 存在的问题及解决措施
    1.4 研究目标及内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第二章 LNG 冷能用于空气分离工艺设计
    2.1 LNG 冷能用于空分工艺设计
        2.1.1 空气预处理系统设计
        2.1.2 精馏系统设计
        2.1.3 换热系统设计
        2.1.4 LNG 冷能用于空气分离系统工艺设计
    2.2 LNG 冷能空分余冷利用方案设计
        2.2.1 LNG 冷能空分-冷库-冷水空调工艺设计
        2.2.2 LNG 冷能空分-制冰-冷水空调工艺设计
    2.3 本章小结
第三章 LNG 冷能用于空分工艺的工程化设计
    3.1 某 LNG 气化站背景概述
    3.2 LNG 冷能用于空气分离的工艺设计
        3.2.1 工程方案流程说明
        3.2.2 关键设备
    3.3 工艺操作弹性分析
    3.4 工艺方案的经济性分析
        3.4.1 初步投资估算
        3.4.2 经济效益估算
    3.5 工艺方案的发展潜力分析
    3.6 本章小结
第四章结论与建议
    4.1 结论
    4.2 建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

【参考文献】