[发明专利]一种大型LNG与空气直接换热气化系统和方法

说明书

本发明公开了一种大型LNG与空气直接换热气化系统和方法，系统主要包括LNG存储装置、增压泵、空气热交换器、集气装置、热空气输送装置、天然气管道、LNG气化换热单元和中间介质气液循环换热单元。本发明利用空气热交换器来直接加热LNG，并提升天然气温度，降低了换热器制造成本，减少了对环境的影响，避免原来海水换热器要求钛金属管材的高成本、避免了利用海水加热造成的海水温度变化、高性价比地完成LNG气化和天然气升温加热、避免了原来燃气加热器的高燃料成本和运行维护费用。

技术领域

本发明涉及LNG气化加热技术领域，具体涉及一种利用大型空气加热塔来加热LNG实现气化的系统及方法。

背景技术

根据我国能源中长期发展规划，天然气将成为我国能源发展战略的一个亮点和绿色能源支柱之一。在未来的时间内，我国将会大量进口天然气，其中大部分天然气将以液化天然气(LNG)的方式输送到中国。大量进口的LNG，同时携带着大量的冷能，目前LNG的气化主要依靠海水换热加热气化。

而海水换热器及海水管道最大的问题是需要特殊金属材料，管材和换热器板材的制造成本高昂，一般采用含钛管材或板材，以避免海水中氯离子对金属的腐蚀。如果能够找到一种不用海水就能够实现LNG加热气化的换热系统，将极大降低LNG海水换热系统的整体设备造价。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种大型LNG与空气直接换热气化系统和方法，可以有效降低LNG气化的成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种大型LNG与空气直接换热气化系统，包括LNG存储装置、增压泵、空气热交换器、集气装置、空气输送装置、天然气管道；所述LNG存储装置通过增压泵连通于所述空气热交换器的入口，所述集气装置的入口与所述空气热交换器的出口相连通，其出口则与所述天然气管道相连通；所述空气输送装置用于将空气输送至空气热交换器的表面。

进一步地，所述天然气管道上设有空气除湿单元，所述空气除湿单元的进口和出口分别与天然气管道相连通，用于对热空气进行预冷除湿，所述热空气输送装置将经过空气除湿单元预冷除湿的热空气输送至空气交换器的表面。

进一步地，所述系统设置多个空气热交换器，每个空气热交换器的入口分别连通有液相分配管，各个液相分配管均连通于所述增压泵。

进一步地，所述空气输送装置包括风机。

进一步地，所述空气热交换器和空气除湿单元均采用光管式换热管束或翅片管式换热管束。

本发明还提供一种利用上述大型LNG与空气直接换热气化系统的方法，具体为：

液态天然气LNG从LNG存储装置中被增压泵抽出增压进入空气热交换器，与空气热交换器表面的热空气进行热交换，液态天然气被热空气加热沸腾到完全气化成低温天然气，甚至进入过热状态，然后进入集气装置中，通过天然气管道对外供给天然气。

进一步地，天然气管道上设置有空气除湿单元，低温天然气会流经空气除湿单元；外界的热空气首先经过空气除湿单元，热空气和空气除湿单元中的低温天然气进行热交换，低温天然气吸收热空气中的热量后继续通过天然气管道输送并对外供给，热空气中的水蒸气冷却凝结在空气除湿单元的表面并排出，预冷后的热空气经过空气输送装置送至空气热交换装置的外表面，在空气热交换装置外表面和空气热交换装置内的LNG进行热交换，空气热交换装置内的LNG吸收空气的热量气化为低温天然气，而冷却后的空气排入大气。

进一步地，当系统设置多个空气热交换器时，液态天然气LNG从LNG存储装置中被增压泵抽出增压先进入各个液相分配管中，各个液相分配管将液态天然气LNG分配至各个空气热交换器中，与空气热交换器外的空气进行热交换。

本发明还提供上述大型LNG与空气直接换热气化系统的设计方法，包括如下步骤：