帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置及工藝制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置及工藝，其中，該富甲烷氣液化裝置包括余熱回收裝置、帶有氨吸收式制冷機的預冷循環裝置，以及采用纏繞管式低溫主換熱器的單級混合冷劑液化制冷循環裝置。其工藝主要是利用余熱驅動的氨吸收式制冷機制取冷媒，對富甲烷氣和混合冷劑進行預冷，再通過單級混合冷劑液化工藝將富甲烷氣液化，以制取液化天然氣產品。燃氣發電機組的煙氣余熱可采用導熱油循環方式加以回收，再通入氨吸收式制冷機用于制冷，也可直接將高溫煙氣通入氨吸收式制冷機用于制冷。本發明專利技術的富甲烷氣液化裝置及工藝充分利用燃氣發電機組排煙余熱，降低液化能耗，提高液化裝置的可靠性，同時適用于缺水地區。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種富甲烷氣液化裝置及工藝，特別涉及一種帶有余熱型氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置及工藝。
技術介紹
天然氣是一種清潔能源，液化后體積減小約600倍。液化天然氣(LiquefiedNatural Gas, LNG)能夠降低忙存和運輸成本，并提高單位體積熱值，適合于作為車用燃料。以天然氣、井口氣、油田伴生氣、垃圾填埋氣和沼氣等富甲烷氣體為原料均能生產LNG，通常采用處理量50000方/天以內的小型天然氣液化裝置來回收上述富甲烷氣體資源。 目前適合于小型LNG生產裝置的工藝主要有三種1)單級混合冷劑液化流程；2)帶膨脹機的液化流程；3)高壓預冷引射器節流液化流程。其中單級混合冷劑液化流程在具備較低能耗的同時，降低了設備復雜程度，已成為小型LNG生產裝置廣泛采用的液化流程。帶膨脹機的液化流程盡管能耗較高，但具有設備簡單、啟動快等優點，在調峰型LNG生產裝置中獲得廣泛應用。高壓預冷引射器節流液化流程設備簡單，運行可靠，啟動迅速，但能耗較高，應用較少。為了進一步降低液化能耗，預冷技術被普遍應用到混合冷劑或帶膨脹機的液化流程中，預冷機組主要有丙烷、氟利昂等蒸汽壓縮式制冷裝置，也出現了溴化鋰吸收式制冷裝置，如中國申請公布號CN 101805649 A。丙烷和氟利昂蒸汽壓縮式制冷需要額外消耗電能、燃氣或蒸汽，無法利用低品位余熱資源。通常采用的R22等氟利昂制冷劑由于具有破壞臭氧層作用而逐漸被禁用。溴化鋰吸收式制冷機可由燃氣或蒸汽驅動，也可由中溫煙氣或熱水等余熱進行驅動，僅消耗少量的電能，但由于以水為制冷劑，只能制取0°C以上的冷媒，因此預冷溫度較高，液化能耗降低有限。另外溴化鋰機組需采用水冷方式以防止溴化鋰結晶，需配備冷卻水循環系統，不適用于缺水地區。目前小型LNG生產裝置中的低溫主換熱器均采用板翅式換熱器，存在以下缺點I)耐熱沖擊能力差，換熱器任一截面的各換熱通道間溫差不能太高，否則熱應力將導致換熱器損壞，因此對操作和運行要求較高，尤其是裝置啟動、停車、非正常停機期間，容易由于操作不當而引起換熱器損壞。2)板翅式換熱器由于采用鋁合金材料，易被原料氣中的汞腐蝕而導致失效，因此原料氣在進入換熱器前需增加脫汞裝置。3)較難實現氣液兩相流體在通道中的均勻分布，影響換熱效率。在缺電地區應用液化裝置時多采用燃氣發電機組，但發電機組的排煙余熱大多直接排放，有時用于吸附劑的再生，未見用于制冷，利用率較低。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術要解決的技術問題在于提供一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置及工藝，本專利技術的富甲烷氣液化裝置及工藝充分利用燃氣發電機組排煙余熱，降低液化能耗，提高液化裝置的可靠性，且適用于缺水地區。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是這樣實現的一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置，所述富甲烷氣液化裝置包括單級混合冷劑液化制冷循環裝置、預冷循環裝置和余熱回收裝置，所述預冷循環裝置包括氨吸收式制冷機、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器，所述氨吸收式制冷機的蒸發器上冷媒輸入口和輸出口、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器的冷媒輸入口和輸出口依次管道連接組成回路；所述余熱回收裝置包括燃氣發電機組，在所述燃氣發電機組與氨吸收式制冷機的發生器通過管道連通，且該管道上設有制熱煙氣閥門，在該制熱煙氣閥門和該燃氣發電機組之間又設有控制煙氣排放至大氣的直排煙氣閥門。作為優選方案，所述單級混合冷劑液化制冷循環裝置包括低溫主換熱器，所述低溫主換熱器采用纏繞管式換熱器。作為優選方案，所述低溫主換熱器內的換熱管束由不銹鋼、銅或鋁合金材料制成。作為優選方案，所述氨吸收式制冷機上設有補燃裝置。本專利技術提供的第二種技術方案一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化工藝，所述工藝包括以下步驟 a.待液化的凈化處理后的富甲烷氣體經預冷器的冷卻后，進入低溫主換熱器，降溫液化并過冷后，經LNG節流閥輸出產品液化天然氣； b.混合冷劑經冷劑壓縮機增壓后，進入冷卻器降溫并部分冷凝，再經預冷器預冷后進入低溫主換熱器，冷卻后進入冷劑節流閥降壓降溫，返回低溫主換熱器的殼程蒸發以提供液化冷量，蒸發后的氣體進入氣液分離器，氣相混合冷劑返回冷劑壓縮機的吸入端，完成制冷循環； c.冷媒在氨吸收式制冷機的蒸發器內降溫后進入冷媒緩沖罐中，再由冷媒循環泵輸送進入預冷器提供冷量，復溫后返回該氨吸收式制冷機的蒸發器； d.燃氣發電機組的煙氣由制熱煙氣閥門、直排煙氣閥門控制，關閉制熱煙氣閥門，打開直排煙氣閥門時，煙氣直接排至大氣；關閉直排煙氣閥門并打開制熱煙氣閥門時，煙氣經氨吸收式制冷機發生器的輸入口進入該發生器，加熱氨水溶液后經所述發生器的輸出口排至大氣； e.在冷媒溫度高于設定值，余熱不足時，啟動所述補燃裝置，維持氨吸收式制冷機的制冷能力穩定。本專利技術提供的第三種技術方案一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置，所述富甲烷氣液化裝置包括單級混合冷劑液化制冷循環裝置、預冷循環裝置和余熱回收裝置，所述預冷循環裝置包括氨吸收式制冷機、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器，所述氨吸收式制冷機的蒸發器上冷媒輸入口和輸出口、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器的冷媒輸入口和輸出口依次管道連接組成回路；所述余熱回收裝置包括燃氣發電機組、導熱油爐、導熱油緩沖罐及導熱油泵，所述導熱油緩沖罐、導熱油泵、氨吸收式制冷機的發生器輸入口和輸出口、導熱油爐的油路輸入口和油路輸出口依次管道連接組成回路，所述燃氣發電機組與導熱油爐的煙氣輸入口通過管道連通，且該管道上設有制熱煙氣閥門，在該制熱煙氣閥門和該燃氣發電機組之間又設有控制煙氣排放至大氣的直排煙氣閥門，導熱油爐的煙氣能夠通過煙氣輸出口排放至大氣。作為優選方案，所述單級混合冷劑液化制冷循環裝置包括低溫主換熱器，所述低溫主換熱器采用纏繞管式換熱器。作為優選方案，所述低溫主換熱器內的換熱管束由不銹鋼、銅或鋁合金材料制成。作為優選方案，所述導熱油爐上設有補燃裝置。本專利技術提供的第四種技術方案一種根據權利要求6所述的帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化工藝，所述工藝包括以下步驟 a.待液化的凈化處理后的富甲烷氣體經預冷器的冷卻后，進入低溫主換熱器，降溫液化并過冷后，經LNG節流閥輸出產品液化天然氣； b.混合冷劑經冷劑壓縮機增壓后，進入冷卻器降溫并部分冷凝，再經預冷器預冷后進入所述低溫主換熱器，冷卻后進入冷劑節流閥降壓降溫，返回低溫主換熱器的殼程蒸發以提供液化冷量，蒸發后的氣體進入氣液分離器，氣相混合冷劑返回冷劑壓縮機的吸入端，完成制冷循環； c.冷媒在氨吸收式制冷機的蒸發器內降溫后進入冷媒緩沖罐中，再由冷媒循環泵輸送進入預冷器提供冷量，復溫后返回該氨吸收式制冷機的蒸發器； d.燃氣發電機組的煙氣由制熱煙氣閥門、直排煙氣閥門控制，關閉制熱煙氣閥門，打開直排煙氣閥門時，煙氣直接排至大氣；關閉直排煙氣閥門并打開制熱煙氣閥門時，煙氣經導熱油爐煙氣輸入口進入該導熱油爐，加熱導熱油爐后經導熱油爐的煙氣輸出口排至大氣，高溫導熱油由導熱油泵輸送至氨吸收式制冷機內的發生器，加熱氨水溶液后溫度降低，進入導熱油爐加熱后進導熱油緩沖罐貯存，再回導熱油泵的吸入端完成循環； e.在導熱油溫度低于設定值，余熱不足時，啟動所述補燃裝置，維持氨吸收式制冷機的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶有氨吸收式制冷機預冷的富甲烷氣液化裝置，所述富甲烷氣液化裝置包括單級混合冷劑液化制冷循環裝置、預冷循環裝置和余熱回收裝置，其特征在于，所述預冷循環裝置包括氨吸收式制冷機、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器，所述氨吸收式制冷機的蒸發器上冷媒輸入口和輸出口、冷媒緩沖罐、冷媒循環泵、預冷器的冷媒輸入口和輸出口依次管道連接組成回路；所述余熱回收裝置包括燃氣發電機組，在所述燃氣發電機組與氨吸收式制冷機的發生器通過管道連通，且該管道上設有制熱煙氣閥門，在該制熱煙氣閥門和該燃氣發電機組之間又設有控制煙氣排放至大氣的直排煙氣閥門。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉駑，
申請(專利權)人：瑞諾威北京工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：