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时间:2020-04-05
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1、最新【精品】范文参考文献专业论文利用LNG冷能的空气分离装置新流程探讨利用LNG冷能的空气分离装置新流程探讨 摘要:LNG是一种经过化学反应得到的特殊的混合物,这种混合物中包含着冷能。然而,截至目前,人们还没有探索出一种能够高效利用冷能的空气分离装置。为了对LNG中的冷能加以利用,我们有必要设计一种LNG冷能的利用流程,在充分研究前人在相关领域的技术成果的基础上,分析这种设计方案与现存设计方案的不同点,并利用高科技的电脑软件模拟这种新流程的实施过程。LNG冷能的空气分离新装置,显著特征在于采用了冷却氮气的方法和
2、循环制冷系统,并应用了热交换的有关原理。对于实验数据的记录表明,这种新流程生产液氧产品的耗能量明显低于传统的设备,显示出了较强的节能优势。 关键词:利用LNG冷能空气分离装置新流程 改革开放以后,我国社会经济迅速发展。尤其是东南沿海地区,经济发展形势更加喜人。然而,经济发展在客观上需要大量的能源资源作为支撑,随着能源耗费量日益增大,经济社会发展与能源供给之间就产生了矛盾。为了解决这种矛盾,我国已经开始每年进口一定数量的液化天然气,到前年为止,进口的数目已经达到几百万吨。为了改变这种能源主要依赖进口的状况,我们
3、有必要设计出一种高效节能的能源装置,以缓解我国沿海地区的能源压力。利用LNG冷能的空气分离装置,可以将空气中的某些气体分离出来,作为液态能源供应给各种生产部门。本文着重探讨这种空气分离装置的流程设计,尝试提出一种更加节能高效的新流程。 一、LNG冷能介绍最新【精品】范文参考文献专业论文 LNG是一种污染很小的清洁能源,主要包括甲烷等可燃物质。在将这种能源传送给使用者以前,通常应当用空气、海水等对其进行加热,使其发生汽化反应。这种做法虽然便于操作,但是会把LNG中的冷能全部汽化掉,浪费了大量的能源。LNG中含有
4、数量可观的冷能,在转换成气体时,这种物质会释放出品质很高的冷能资源,若妥善加以利用,则相当于节省了几亿度的电能。并且,LNG在低压下产生的冷能可以超过它自身的含量,具有很高的回收利用价值。由于LNG中的冷能质量高,人们发明出了一种分级别利用的方式,即温度较高的冷能就在高温状态下利用,温度较低的冷能就在低温状态下利用。这种分层利用的方式,在一定程度上节约了能源,确保了能源的利用效率。 二、LNG冷能空气分离装置的理论基础 液态氮气在生产实践中的应用范围很广,市场前景可观,这种氮气通常可以通过循环式的低温将空气加
5、以液化,再对液化的空气进行分离的方法获取。空气被液化以后,由于空气中所含的各种物质沸点不同,这些物质会陆续与空气分离,最终产生高纯度的氮气、氧气和某些稀有气体。需要注意的是,这种液化和分离过程必须在非常低的温度下进行,并且,分离这些气体还要耗费大量的电。如果电的供应量小,就难以维持低温状态。 因此,人们开始考虑利用LNG冷能代替电能作为空气分离的供给能源。到目前为止,有相关记载的书籍和文献资源很少,这种技术还处于起步阶段。一种比较先进的做法是:利用事先存储的某些性能特殊的气体液化的能量来代替电能,以便缓解在应用
6、分离装置时的冷能供给压力。例如,有一种装置用压强很高的液体氮气将能量传输给空气分离装置,氮气在汽化时也被作为制冷剂使用。将这种制冷剂作为传输载体,再把冷能传回压缩之前的空气中,导致空气凝结,经过某些分离措施分离出液态的氮气。再如,有一种装置采用分馏塔对空气进行分流。将原来的空气压缩到分馏塔中,再用氟里昂等作为载体,产生出液态的氮气或氧气。这些方法都应用了空气分离并液化的基本原理,从而设计出LNG冷能空气分离装置。 三、LNG冷能空气分离装置新流程 为了节约更多的能源,我们考虑设计一种空气分离的新流程。这种新流
7、程中主要用到过滤装置、压缩装置、换热装置、吸附装置、制冷装置,以及必要的线路和仪表等器械。新流程分离空气的主要方法为:最新【精品】范文参考文献专业论文 首先,让空气经过过滤装置,将空气中所含的杂质过滤掉;然后将空气推进压缩装置,加入很高的压力,再让空气充分冷却,随后进入吸附装置吸掉空气中的二氧化碳和残留水分。在进行完以上的事先处理之后,将空气送进冷却设备中。冷却空气所用的能量主要由三种不同状态的氮气提供。当空气被冷却至将近饱和时,就自动进入冷却塔的中部和下部。 然后,将进入冷却塔的空气进行反复的凝结。在空气被
8、凝结和部分蒸发的过程中,被液化的氧气往往集中在冷却塔的下面,氮气集中在塔的上方,并与冷却塔下面的液态氧气进行热量交换,从而被凝结成液体。剩余的气体氮气被特殊的吸附装置析出,经过制冷设备再次降温,经过阀门被输送至塔的上方回流,另一部分经过阀门之后被放在罐里面存储起来。 最后,冷却装置对于冷却塔上方的氧气进行进一步的处理。这部分氧气不再能够被送进热量交换装置进行交换,而是直
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