利用LNG冷能制冰项目研究及经济性分析

2015-04-20王思文周宇昊郑梦超

绿色科技 2015年12期

王思文，周宇昊，郑梦超

（1.华电电力科学研究院，浙江杭州310030；2.国家能源分布式能源技术研发（实验）中心，浙江杭州310030）

1 引言

LNG是天然气经低温高压液化处理而成－162℃的低温液体混合物，LNG在气化的过程中就会释放出大量的冷能［1］。假设LNG接收每年进口1 500万t LNG进行测算，LNG每年释放的冷能折合电量约为36亿k W·h［2］。目前LNG气化工艺主要采用以海水为热源将LNG冷能吸收后随海水舍弃，此方法不仅造成了能源的极大浪费，还有可能对周边海洋环境造成极大的破坏。

海南肩负着“全国冬季菜篮子基地”、“热带水果基地”、“渔业出口基地”、国内进出口肉类指定口岸等重任，岛内在对这些产品冷冻，冰等冷能产品需求量大，因此充分利用LNG冷能服务海南省发展具有重大意义。

2 LNG冷能利用方式

LNG冷能利用按冷能利用的过程主要分为直接利用和间接利用两种方式。

2.1 直接利用

直接利用LNG冷能的方式包括低温发电、空气分离、轻烃回收、液态乙烯储存、冷冻仓库、二氧化碳的液化及干冰的制造、冷冻法海水淡化、汽车冷藏及空调、空调制冷、蓄冷、人造滑雪场、LNG的再液化、丁基橡胶的生产、低温储粮、低温栽培等［3］。

2.2 间接利用

间接利用LNG冷能的方式就是使用直接利用LNG冷能进行空气分离后得到的液氮、液氧、液氩来粉碎回收橡胶、污水处理和造纸漂白、冷冻干燥、速冻食品、医疗手术、冷冻干燥、低温美容、土木冻结施工法、低温生物工程等［4］。

结合海南省实际发展需求及项目建设可行性，初步考虑将LNG冷能用于制冰。

3 制冰工艺流程

由LNG热交换器来的制冷剂，储存在低温冷媒罐中，需要时开启冷媒泵，在泵的作用下，冷媒经流量控制装置进入蒸发器（蛇管），换热后为气液混合物，温度－20℃，经气液分离器，分离的气体回LNG换热器和LNG进行热交换，变成低温液体，分离的液体直接回储液罐以提高系统的效率（图1）。

图1 LNG冷能冷库原理

本工艺特点是：技术成熟可靠，但冷媒采用丁烷容易产生爆炸危险，采用冷媒R22容易产生环境污染，系统采用多级换热，导致系统制冰效率低［5］。

4 项目投资及经济性分析

根据海南实际发展需求及LNG每天气化量情况，制冰站生产能力初步定为1 200 t／d，项目投资明细见表1。

冰的销售价格为150元／t，项目经济性分析见表2。

5 项目效益分析

假设LNG冷能制取的冰全部用于海南冷藏、冷链

表1 制冰室及蓄冰室投资明细

表2 项目整体经济性分析

物流产业链等区域，项目产生的价值见下。制冰站年生产36万t冰，年节约1 800万k W·h电量，年节约电费1 260万元，年节约标煤5 778 t，减排14 194t CO2，可减少排放144 t SO2，可减少排放60 t烟尘，可减少排放124 t NOx。解决了传统海水浴工艺中LNG气化冷能释放到海洋，污染海洋生态环境的难题。