[发明专利]一种LNG冷能梯级利用装置和方法

权利要求书

1.一种LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，其包括第一换热单元、第二换热单元、第三换热单元、第四换热单元、空气分离单元以及烟气分离单元，其中，第一换热单元与第二换热单元和第三换热单元依次相连，所述第二换热单元与第四换热单元相连，所述第四换热单元与所述空气分离单元相连，所述烟气分离单元与所述第三换热单元相连；所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路；所述第三换热单元通入的空气依次通过第二换热单元、第四换热单元以及空气分离单元，以形成空气分离支路；所述第三换热单元通入的烟气通过烟气分离单元以形成烟气分离支路；

所述LNG冷能回收支路中还包括LNG发电单元和LNG压缩泵；所述第一换热单元以及第二换热单元均和所述LNG发电单元相连；

所述LNG压缩泵加压之后得到的高压LNG在依次通过第一换热单元、第二换热单元之后通入所述LNG发电单元；

所述空气分离单元包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述第四换热单元、第一精馏塔和第二精馏塔依次相连。

2.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述第一换热单元通入的LNG依次通过第二换热单元和第三换热单元以形成冷能回收支路之前还包括，所述第一换热单元通入的LNG依次通入第二换热单元和LNG发电单元再循环回到第一换热单元以形成LNG冷能循环支路。

3.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述LNG冷能回收支路中还包括多级冷媒发电单元，所述多级冷媒发电单元和第二换热单元相连。

4.根据权利要求3所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述多级冷媒发电单元还包括第一冷媒发电单元和第二冷媒发电单元，所述第一冷媒发电单元和第二换热单元相连，所述第二冷媒发电单元和第一冷媒发电单元相连。

5.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述空气分离支路还包括第三冷媒发电单元，所述第三冷媒发电单元和第四换热单元，同时还和第一换热单元相连。

6.根据权利要求1所述LNG冷能梯级利用装置，其特征在于，所述烟气分离支路还包括处理单元，所述处理单元包括存储罐和干冰机，所述第三换热单元、存储罐和干冰机依次相连。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的LNG冷能梯级利用装置的LNG冷能梯级利用方法，其特征在于，包括如下步骤:

LNG冷能回收步骤：LNG依次与第一换热单元、第二换热单元和第三换热单元进行热交换释放LNG冷能得到气态天然气后输出至外部；

空气分离步骤：空气依次与第三换热单元和第二换热单元进行热交换以逐步吸收所述LNG冷能，再通入第四换热单元进一步降温液化得到液化空气，所述液化空气经过空气分离单元分馏得到液氮和液氧；

烟气分离步骤：烟气先通入第三换热单元吸收LNG冷能，再通入烟气分离单元分离得到氮气和液化CO₂。

8.根据权利要求7所述LNG冷能梯级利用方法，其特征在于，所述LNG冷能回收步骤中还包括冷能发电步骤：

所述第一换热单元通入的LNG经过第二换热单元之后释放LNG冷能，LNG发电单元利用该LNG冷能直接进行LNG冷能发电。