[发明专利]一种气体冷凝及低温工质发电系统和工艺

说明书

本发明提供了一种气体冷凝及低温发电系统和工艺，涉及气体冷凝液化和低温发电技术领域，包括依次连通的低温工质存储器、低温液体泵、乏汽回热器、主换热器、低温工质汽轮机和乏汽回热器；冷箱设备由主换热器和绝热壳体构成。低温液体吸收潜热和显热形成常温气体，用更低沸点的液体，去吸收气体的潜热和显热，低于气体的冷凝温度，该气体就会冷凝成液体；同时更低温发电工质吸收该气体热能气化形成高压驱动低温工质汽轮机发电，将原本通过压缩机压缩和排放掉的热能量，用更低温发电工质吸热气化形成高压驱动汽轮机或膨胀机进行发电，利用待冷凝气体蕴藏的潜热和显热进行发电，一举多得。

技术领域

本发明涉及气体冷凝液化领域，尤其是涉及一种气体冷凝液化和低温工质发电系统及气体液化发电系统和工艺。

背景技术

传统的天然气、乙烯、空气的液化：一般采用多级热泵冷凝和压缩两种方法。

1、冷凝：是通过多级热泵将天然气中的热能泵到环境中的水冷却器中，通过环境中的水(或者空气)将天然气中的能量释放掉，比较典型的方法有级联式液化流程、混合制冷剂液化流程。

采用该方法实现天然气、乙烯的液化，主要耗能设备是热泵系统的压缩机设备，由于天然气、乙烯的冷凝体量巨大，这种热泵压缩机都是极其巨大的压缩机设备，因此消耗电能也极其巨大。每套热泵系统除耗能巨大的压缩机，至少还要有蒸发器、冷凝器、膨胀阀或者膨胀机等设备，一套液化设备需要多套热泵，还要有水冷却系统。

2、压缩：是通过大型压缩机设备，将待冷凝的空气、天然气、乙烯等气体进行压缩，产生的热能再通过预冷换热器等换热设备和环境中的冷却塔，将产生的热能释放到环境中。压缩气体方案由于待冷凝气体的体量巨大，因此压缩机设备的耗能也是极其巨大。

现有传统的气体冷凝设备投入设备多，成本大，大型压缩机每年消耗的电费更是巨大。申请人经过二十多年苦心探索，终于找到解决这些难题的技术和方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体冷凝和低温工质发电系统及气体液化发电系统和工艺，以解决现技术中存在的大型压缩机每年消耗巨大电能的技术问题。

本发明提供的气体冷凝及低温工质发电系统和工艺，包括低温发电装置和乏汽回收装置；所述低温发电装置与所述乏汽回收装置首尾连通形成闭环；所述低温发电装置包括依次连通的低温液体泵、主换热器、低温工质汽轮机或膨胀机，所述乏汽回收装置包括乏汽回热器。

进一步地，所述低温发电装置还包括冷箱设备，所述冷箱设备由低温发电装置的主换热器和包裹套设在所述主换热器外面的绝热壳体构成；所述绝热壳体上设置有气体入口和冷凝液体出口。

进一步地，所述发电装置还包括低温工质存储器和乏汽回热器的低温管路；所述乏汽回热器的低温管路设置在低温液体泵与所述主换热之间；所述低温工质存储器、低温液体泵、乏汽回热器的低温管路、冷箱设备的主换热器、低温工质汽轮机或膨胀机依次连通。

进一步地，所述乏汽回收装置还包括发电装置的所述低温工质汽轮机或膨胀机、乏汽回热器的高温管路和所述低温工质存储器；

所述低温工质汽轮机或膨胀机、所述乏汽回热器的高温管路、所述低温工质存储器依次连通。

进一步地，所述低温工质汽轮机或膨胀机输出的乏汽温度，为乏汽介子的临界温度或超临界温度。

进一步地，所述乏汽回收装置还设置有低温工质降温装置，所述工质降温装置包括依次连通的低温工质存储器、压缩机、压缩冷凝器、节流降压装置；所述节流降压装置的出口连接所述低温工质存储器，令压缩冷凝液体返回所述低温工质存储器，形成闭环；