关于天然气冷能利用的研究

陈昭宇

摘要：随着我国的经济飞速发展，能源和环境问题也日益突出，制约着我国经济的可持续发展，为了解决环境问题，优化能源结构，我国开始着重于发展液化天然气产业，充分的利用天然气冷能来达到节约能源，保护环境，创造经济效益的目的。现在我国不断扩大天然气冷能的使用规模，希望以此推动天然气冷能的利用发展。本文详细阐述了天然气冷能在空气分离、发电等各方面的应用，探讨了天然气冷能的回收利用的方法，希望能够帮助我国更好的进行天然气冷能的回收利用。

关键词：天然气冷能；回收利用；技术方法

0 引言

天然气冷能的利用是多方面的，它的发展潜力是巨大的，只要我们把握好天然气冷能的发展方向，就能在多个领域进行利用和发展。想要充分的利用天然气冷能达到节约能源、保护环境的目的，必须运用正确的技术方法，我国的天然气冷能的工艺技术与国外相比仍然存在较大的差距，这就需要我们对天然气冷能深入的研究，并且选择较为成熟的技术来建立示范项目，提升我国整体的天然气冷能利用的技术水平，让天然气冷能的回收利用成为我国的循环经济产业。

1 天然气冷能的利用原理

利用天然气冷能之前，我们要充分的分析天然气冷能的利用原理。天然气本身就和周围的环境有温度和压力上的差别，我们可以利用天然气的这个特性，回收储存液化天然气从低温高压状态向常温常压状态进行转化的过程中所释放的能量，以此来实现天然气冷能的利用。在液化天然气进行可逆过程之后，就能运用公式求出整个转化过程中液化天然气的最大有用功，液化天然气的冷能包含温度火用和压力火用，这些冷能与外界的环境、温度、压力等是成正比的，我们利用天然气和这些外部环境的比例能够采取有效的方法提高天然气冷能的利用率，使天然气冷能得到最大程度的利用。

2 可以利用天然气冷能的方面

天然气冷能利用的范围非常广，目前我国正在利用天然气冷能进行空气分离、发电、冷冻冷藏，并且通过深入的研究，已经运用各种方式方法来提高天然气冷能在各个方面的利用率。

2.1 利用天然气冷能进行进行空气分离

我们充分的分析了天然气冷能的利用原理，就可以根据分析结果进行有效利用，天然气冷能中的低温火用与环境温度有关，我们可以利用天然气在低温条件下释放的冷量来达到分离空气的目的，因为液化天然气的温度比空气分离设备中需要的温度要高，在这中低温的条件下，天然气可以有效的分离氧气、氮气等空气成分，整个分离过程的操作比较的简单，而且成功率比较高，简化了传统的复杂的空气分离流程，同时也降低了液化天然气进行汽化所需要的费用。

利用液化天然气还可以制作液体氮。在低温分离空气设备中传入液化天然气和氮流体，让其分别作为不同的载体将液化天然气的冷量转化成为高压氮流体，然后再进行分离转化成湿蒸汽，最后得到液体氮。

2.2 利用天然气冷能进行发电

我国的电力一直是消耗比较大的能源，通过研究调查发现，天然气冷能能够用于发电，这一研究成果可以说为我国的电力行业带来了福音，目前，国际上已经建立了以液化天然气作为燃料进行发电的循环电站，我国也致力于利用天然气冷能进行发电的工作，通过长期的研究，有三种回收天然气冷能的方式可以用于发电，接下来我们全面剖析一下这些方法的运用。

2.2.1 直接膨胀法

直接膨胀发的工作原理是利用高压天然气膨胀进行循环发电，这个过程操作并不复杂，运用的设备也比较简单，这种方法虽然比较简便易操作，却不能充分的利用天然气的冷能，产生不必要的浪费。

2.2.2 二次媒体法

二次媒体法的循环流程中包括冷凝、升压、蒸发、膨胀四个过程，工作原理是利用海水做媒介把蒸汽低压进行冷凝进而转化为液体，这个循环利用的过程中天然气冷能的利用率要比直接膨胀法高，但是天然气冷能还是得不到充分的利用，也会产生一定的资源浪费。

2.2.3 联合法

为了使天然气冷能得到充分的利用，工作人员又研究出了联合法，联合法整合了直接膨胀法和二次媒体法的优点，并且在这两种方法的基础之上进行了优化和完善，联合法能够有效提高压缩天然氣以后的压力，使得天然气的冷能得到有效的利用，同时综合了直接膨胀法程序操作简便的优势，使联合法的整个操作过程尽量简化，实践证明，这种方法能够大幅度的提高每吨液化天然气的发电量。

2.3 天然气冷能在冷冻冷藏方面的运用

我国传统的冷库进行冷藏工作的原理是通过压缩机制冷器件持续制冷来保持冷库的温度，这种制冷方法不仅操作程序复杂，而且耗电量巨大，不符合我国能源节约的理念，如果利用天然气冷能进行循环制冷，就能够保持冷库的低温，简化制冷系统，同时大大的降低了冷库制冷工作的耗电量，节约能源又保护了环境。运用天然气冷能进行制冷工作，可以实现超低温和冷冻温度分类，这是传统的冷库制冷方法做不到的，我们可以将不同食品分门别类的进行摆放，利用天然气冷能的特性制造不同的温度保存不同的食品，让各类食品都能得到适宜的储藏环境。

3 结束语

我国的环境保护和能源节约的问题已经受到社会的广泛关注，天然气冷能的利用是我国目前能源节约工作的研究热点，许多专家和相关技术人员已经针对天然气冷能的利用进行了大量的研究，发现了天然气冷能在多个领域的应用，并且推动了天然气冷能的有效发展，但是，我国目前的天然气冷能利用的工作还处在初级探究阶段，导致天然气冷能还只是运用在少数领域当中，并且运用的结果还有待长期实践，所以，我们不仅要深入研究出天然气冷能的应用过程，更要让天然气冷能得到充分的利用。

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