關(guān)于天然氣冷能利用的研究

陳昭宇

摘要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，能源和環(huán)境問題也日益突出，制約著我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為了解決環(huán)境問題，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，我國開始著重于發(fā)展液化天然氣產(chǎn)業(yè)，充分的利用天然氣冷能來達(dá)到節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的目的。現(xiàn)在我國不斷擴(kuò)大天然氣冷能的使用規(guī)模，希望以此推動天然氣冷能的利用發(fā)展。本文詳細(xì)闡述了天然氣冷能在空氣分離、發(fā)電等各方面的應(yīng)用，探討了天然氣冷能的回收利用的方法，希望能夠幫助我國更好的進(jìn)行天然氣冷能的回收利用。

關(guān)鍵詞：天然氣冷能；回收利用；技術(shù)方法

0 引言

天然氣冷能的利用是多方面的，它的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮模灰覀儼盐蘸锰烊粴饫淠艿陌l(fā)展方向，就能在多個領(lǐng)域進(jìn)行利用和發(fā)展。想要充分的利用天然氣冷能達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的，必須運(yùn)用正確的技術(shù)方法，我國的天然氣冷能的工藝技術(shù)與國外相比仍然存在較大的差距，這就需要我們對天然氣冷能深入的研究，并且選擇較為成熟的技術(shù)來建立示范項(xiàng)目，提升我國整體的天然氣冷能利用的技術(shù)水平，讓天然氣冷能的回收利用成為我國的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。

1 天然氣冷能的利用原理

利用天然氣冷能之前，我們要充分的分析天然氣冷能的利用原理。天然氣本身就和周圍的環(huán)境有溫度和壓力上的差別，我們可以利用天然氣的這個特性，回收儲存液化天然氣從低溫高壓狀態(tài)向常溫常壓狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程中所釋放的能量，以此來實(shí)現(xiàn)天然氣冷能的利用。在液化天然氣進(jìn)行可逆過程之后，就能運(yùn)用公式求出整個轉(zhuǎn)化過程中液化天然氣的最大有用功，液化天然氣的冷能包含溫度火用和壓力火用，這些冷能與外界的環(huán)境、溫度、壓力等是成正比的，我們利用天然氣和這些外部環(huán)境的比例能夠采取有效的方法提高天然氣冷能的利用率，使天然氣冷能得到最大程度的利用。

2 可以利用天然氣冷能的方面

天然氣冷能利用的范圍非常廣，目前我國正在利用天然氣冷能進(jìn)行空氣分離、發(fā)電、冷凍冷藏，并且通過深入的研究，已經(jīng)運(yùn)用各種方式方法來提高天然氣冷能在各個方面的利用率。

2.1 利用天然氣冷能進(jìn)行進(jìn)行空氣分離

我們充分的分析了天然氣冷能的利用原理，就可以根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行有效利用，天然氣冷能中的低溫火用與環(huán)境溫度有關(guān)，我們可以利用天然氣在低溫條件下釋放的冷量來達(dá)到分離空氣的目的，因?yàn)橐夯烊粴獾臏囟缺瓤諝夥蛛x設(shè)備中需要的溫度要高，在這中低溫的條件下，天然氣可以有效的分離氧氣、氮?dú)獾瓤諝獬煞郑麄€分離過程的操作比較的簡單，而且成功率比較高，簡化了傳統(tǒng)的復(fù)雜的空氣分離流程，同時也降低了液化天然氣進(jìn)行汽化所需要的費(fèi)用。

利用液化天然氣還可以制作液體氮。在低溫分離空氣設(shè)備中傳入液化天然氣和氮流體，讓其分別作為不同的載體將液化天然氣的冷量轉(zhuǎn)化成為高壓氮流體，然后再進(jìn)行分離轉(zhuǎn)化成濕蒸汽，最后得到液體氮。

2.2 利用天然氣冷能進(jìn)行發(fā)電

我國的電力一直是消耗比較大的能源，通過研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，天然氣冷能能夠用于發(fā)電，這一研究成果可以說為我國的電力行業(yè)帶來了福音，目前，國際上已經(jīng)建立了以液化天然氣作為燃料進(jìn)行發(fā)電的循環(huán)電站，我國也致力于利用天然氣冷能進(jìn)行發(fā)電的工作，通過長期的研究，有三種回收天然氣冷能的方式可以用于發(fā)電，接下來我們?nèi)嫫饰鲆幌逻@些方法的運(yùn)用。

2.2.1 直接膨脹法

直接膨脹發(fā)的工作原理是利用高壓天然氣膨脹進(jìn)行循環(huán)發(fā)電，這個過程操作并不復(fù)雜，運(yùn)用的設(shè)備也比較簡單，這種方法雖然比較簡便易操作，卻不能充分的利用天然氣的冷能，產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

2.2.2 二次媒體法

二次媒體法的循環(huán)流程中包括冷凝、升壓、蒸發(fā)、膨脹四個過程，工作原理是利用海水做媒介把蒸汽低壓進(jìn)行冷凝進(jìn)而轉(zhuǎn)化為液體，這個循環(huán)利用的過程中天然氣冷能的利用率要比直接膨脹法高，但是天然氣冷能還是得不到充分的利用，也會產(chǎn)生一定的資源浪費(fèi)。

2.2.3 聯(lián)合法

為了使天然氣冷能得到充分的利用，工作人員又研究出了聯(lián)合法，聯(lián)合法整合了直接膨脹法和二次媒體法的優(yōu)點(diǎn)，并且在這兩種方法的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了優(yōu)化和完善，聯(lián)合法能夠有效提高壓縮天然氣以后的壓力，使得天然氣的冷能得到有效的利用，同時綜合了直接膨脹法程序操作簡便的優(yōu)勢，使聯(lián)合法的整個操作過程盡量簡化，實(shí)踐證明，這種方法能夠大幅度的提高每噸液化天然氣的發(fā)電量。

2.3 天然氣冷能在冷凍冷藏方面的運(yùn)用

我國傳統(tǒng)的冷庫進(jìn)行冷藏工作的原理是通過壓縮機(jī)制冷器件持續(xù)制冷來保持冷庫的溫度，這種制冷方法不僅操作程序復(fù)雜，而且耗電量巨大，不符合我國能源節(jié)約的理念，如果利用天然氣冷能進(jìn)行循環(huán)制冷，就能夠保持冷庫的低溫，簡化制冷系統(tǒng)，同時大大的降低了冷庫制冷工作的耗電量，節(jié)約能源又保護(hù)了環(huán)境。運(yùn)用天然氣冷能進(jìn)行制冷工作，可以實(shí)現(xiàn)超低溫和冷凍溫度分類，這是傳統(tǒng)的冷庫制冷方法做不到的，我們可以將不同食品分門別類的進(jìn)行擺放，利用天然氣冷能的特性制造不同的溫度保存不同的食品，讓各類食品都能得到適宜的儲藏環(huán)境。

3 結(jié)束語

我國的環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的問題已經(jīng)受到社會的廣泛關(guān)注，天然氣冷能的利用是我國目前能源節(jié)約工作的研究熱點(diǎn)，許多專家和相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)針對天然氣冷能的利用進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)了天然氣冷能在多個領(lǐng)域的應(yīng)用，并且推動了天然氣冷能的有效發(fā)展，但是，我國目前的天然氣冷能利用的工作還處在初級探究階段，導(dǎo)致天然氣冷能還只是運(yùn)用在少數(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，并且運(yùn)用的結(jié)果還有待長期實(shí)踐，所以，我們不僅要深入研究出天然氣冷能的應(yīng)用過程，更要讓天然氣冷能得到充分的利用。

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