[发明专利]一种太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气气化领域，具体涉及一种太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统及其方法。

背景技术

经济的快速发展必然伴随着能源的消耗，而科学的发展必然要求越来越高的节能水平(尤其是对于不可再生资源的节约)。我国作为世界上第二大能源生产国和消费国，每年需要进口大量的液化天然气，液化天然气的气化过程涉及到气液相变，而气液相变需要消耗大量的热能才能将其气化加热到所需的燃气温度。

目前液化天然气的气化方法主要包括空温式、开架式、浸没燃烧式和带有中间传热介质式气化方法；其中：

(1)空温式气化方法是以空气作为加热热源，由于空气侧传热系数非常低，因此加热负荷可调幅度比较小；

(2)开架式气化方法是利用海水作为热源，加热负荷可以进行灵活调节，但长时间会对海水内的微环境造成严重的影响；

(3)浸没燃烧式气化方法是采用“燃烧气化的天然气加热水、水再加热液化天然气”的方式对液化天然气进行气化，不仅加热负荷可调幅度较小，而且需要燃烧大量的天然气，不利于节能；

(4)带有中间传热介质式气化方法是采用海水作为加热热源，该种方式须采用复杂的中间传热介质和系统，加热负荷调整复杂，不利于成本节约。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统及其方法，旨在节约天然气气化过程中对于不可再生资源的能耗。

本发明采用的技术方案具体为：

一种太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统，包括太阳能集热储热单元和喷射式液化天气气化单元，所述太阳能集热储热单元通过第一换热器、第二换热器分别与所述喷射式液化天气气化单元相连接，所述喷射式液化天气气化单元连接至高压燃气管线。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统中，所述太阳能集热储热单元包括储热罐、太阳能集热器、第一换热器和第二换热器，所述储热罐经高温泵与所述太阳能集热器相连接，所述太阳能集热器依次经所述第一换热器、所述第二换热器连接至所述储热罐。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统中，还包括第一阀门组，所述第一阀门组包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；其中：所述第一阀门设于所述太阳能集热器的第一端，所述第二阀门设于所述太阳能集热器的第二端，所述第四阀门设于所述第一阀门和第二阀门之间；所述第二阀门、所述第四阀门分别经所述第三阀门与所述第一换热器相连接，所述第二阀门、所述第四阀门还分别经所述第五阀门连接至所述储热罐；所述第二换热器经所述第六阀门与所述储热罐相连接。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统中，所述喷射式液化天气气化单元包括液化天然气罐、第一换热器、喷射器和第二换热器，所述液化天然气罐经液化天然气泵与所述第一换热器相连接，所述第一换热器经所述喷射器与所述第二换热器相连接，所述第二换热器连接至所述高压燃气管线。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化系统中，还包括第二阀门组，所述第二阀门组包括第七阀门、所述稳压阀和第八阀门，所述第七阀门设于所述液化天然气罐和所述液化天然气泵之间，所述第八阀门设于所述液化天然气罐和所述喷射器之间，所述稳压阀设于所述喷射器与所述液化天然气罐之间。

一种太阳能驱动的喷射液化天然气的气化方法，包括在太阳能集热储热单元中的换热步骤以及在喷射式液化天气气化单元中的气化步骤，储热步骤通过第一换热器、第二换热器分别与气化步骤相衔接，气化步骤之后的天然气通至高压燃气管线。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化方法中，所述换热步骤具体为：

在高温泵的作用下，储热器中的导热工质经第一阀门进入太阳能集热器中加热，加热后的导热工质依次经第二阀门、第三阀门进入第一换热器、第二换热器中，与液化天然气进行换热，经换热，液化天然气吸热转化为一定温度的气态天然气，放热后的导热工质经第六阀门返回储热器。

在上述太阳能驱动的喷射液化天然气的气化方法中，所述换热步骤还包括：

当太阳能集热器吸收的热量大于第一换热器和第二换热器需要的热量总和时，第四阀门关闭，通过调节高温泵的流量和第五阀门的开度使多余的热量以高温导热工质的方式储存到储热器；

当太阳能集热器吸收的热量小于等于第一换热器和第二换热器需要的热量总和且在极限值以上时，第五阀门关闭，通过调节高温泵的流量和第四阀门的开度，使第一换热器和第二换热器分别获得所需要的热量；