生态液化天然气（LNG）气化器系统.pdf

本发明提供了一种用于对液化天然气(LNG)进行气化的方案。一种系统利用传热介质的闭路循环和来自废热源的废热对所述LNG进行气化，所述传热介质受到环境空气的加热。

1、  一种用于对液化天然气(LNG)进行气化的系统，所述系统包括：
传热介质，所述传热介质包括二元醇、水和醇；
用于实现传热介质的体积波动和泵吸的膨胀罐；
用于实现传热介质的循环的至少一个循环泵；
用于将所述传热介质加热至接近环境温度的温度的至少一个空气加热器；
用以从至少一个涡轮发电机中回收废热的至少一个热回收单元；和
用于对LNG进行气化而使其变为天然气的至少一个管壳式热交换器。

2、  根据权利要求1所述的系统，其中所述传热介质包括乙二醇。

3、  根据权利要求1所述的系统，其中所述传热介质包括甲醇/乙醇。

4、  根据权利要求1所述的系统，其中所述传热介质具有低于约-40°F的冰点。

5、  根据权利要求1所述的系统，其中所述传热介质的运行温度为约-20°F。

6、  根据权利要求1所述的系统，其中所述膨胀罐包括碳钢以便在约-30°F至约150°F的温度下和约10psig的压力下实现所述传热介质的体积膨胀。

7、  根据权利要求6所述的系统，其中所述膨胀罐经过了气流保护处理且包括入口/出口、自动/手动填充管嘴、液位指示/控制装置和不带绝缘的个人防护装置。

8、  根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个循环泵包括大容积的低压头泵。

9、  根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个循环泵使所述传热介质从所述膨胀罐循环至至少一个空气加热器。

10、  根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个空气加热器将所述传热介质加热至约为环境温度的温度，其中所述至少一个空气加热器是与环境空气进行热交换的翅片-风扇热交换器。

11、  根据权利要求10所述的系统，其中所述传热介质进一步从所述至少一个空气加热器循环至至少一个热回收单元，其中所述至少一个热回收单元进一步对所述传热介质进行加热。

12、  根据权利要求11所述的系统，其中所述传热介质受所述至少一个空气加热器的加热程度处在约50％至约100％范围内。

13、  根据权利要求11所述的系统，其中所述传热介质受所述至少一个热回收单元的加热程度处在约0％至50％范围内。

14、  根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个热回收单元从至少一个废热源中回收废热。

15、  根据权利要求11所述的系统，其中所述传热介质从所述至少一个热回收单元循环至至少一个管壳式热交换器的壳体侧，且其中所述LNG被泵送通过所述至少一个管壳式热交换器的管道侧以便产生气化而变为天然气。

16、  一种用于对液化天然气(LNG)进行气化的方法，所述方法包括：
使包括二元醇、水和醇的传热介质从膨胀罐循环至至少一个空气加热器；
使用所述至少一个空气加热器将所述传热介质加热至大约为环境温度的温度；
使所述传热介质从所述至少一个空气加热器循环至至少一个热回收单元，所述至少一个热回收单元从至少一个废热源中回收废热；
使用所述至少一个热回收单元对所述传热介质进行加热；
使所述传热介质从所述至少一个热回收单元循环通过至少一个管壳式热交换器的壳体侧；
将所述LNG从贮存罐泵送至所述至少一个管壳式热交换器的管道侧以便对所述LNG进行气化而使其变为天然气；并且
使所述传热介质循环返回所述膨胀罐以便产生体积波动。

17、  根据权利要求16所述的方法，其中所述传热介质包括甲醇/乙醇。

18、  根据权利要求16所述的方法，其中所述传热介质被混合以便具有低于约-40°F的冰点。

19、  根据权利要求16所述的方法，其中所述传热介质受所述至少一个空气加热器的加热程度处在约50％至约100％范围内。

20、  根据权利要求16所述的方法，其中所述传热介质受所述至少一个热回收单元的加热程度处在约0％至50％范围内。

生态液化天然气(LNG)气化器系统
技术领域
本发明涉及一种利用传热介质的闭路循环和来自至少一个废热源的废热对液化天然气(LNG)进行气化的方案，所述传热介质受到环境空气的加热。
背景技术
液化天然气(LNG)在近来的能源市场中扮演着重要的角色。自进入二十一世纪以来，最迫在眉睫的能量问题促使液化设施得到了长足的发展，所述液化设施位于偏远的天然气产地。当液化站完工之后，在能量消耗者所在地修建接收终端和再气化终端就成为不可避免的需要。在北美洲存在30个以上的LNG终端。目前，这些LNG终端所采纳的气化方式是利用开架式气化(open-rack vaporization)(ORV)实现LNG的气化。然而，这些设施无法持续运行下去，原因在于使用海水作为用于进行气化的传热介质会带来环境问题。
LNG的再气化与其它液化气体，如氮，的再气化在工艺数量和运行操作方面是截然不同的。因此，被设计用来对其它液化气体进行再气化的设施不足以对LNG进行再气化。
因此，需要提供一种高效、经济、紧凑且对环境无害的用于对LNG进行再气化的系统和方法。
发明内容
本发明满足了这些和其它需要，其中提供了一种用于对LNG进行气化的系统和方法。用于对LNG进行气化的所述系统包括循环的传热介质，所述循环的传热介质受到现有热源的加热以便对LNG进行气化。用于对LNG进行气化的所述方法包括使所述传热介质循环通过这些热源以便对LNG进行气化。
在本发明的一个方面中，用于对LNG进行气化的所述系统包括传热介质，所述传热介质包括二元醇、水和醇(alcohol)。所述系统还包括用于实现传热介质的体积波动和泵吸(volume surging and pumpsuct ion)的膨胀罐。所述系统进一步包括用于实现传热介质的循环的至少一个循环泵。此外，所述系统还包括用于将所述传热介质加热至接近环境温度的温度的至少一个空气加热器。接下来，所述系统还包括至少一个用以从至少一个废热源中回收废热的热回收单元。所述系统进一步包括用于对LNG进行气化而使其变为天然气的至少一个管壳式热交换器。
在本发明的另一方面中，披露了一种用于对LNG进行气化的方法。所述方法包括：使包括二元醇、水和醇的传热介质从膨胀罐循环至至少一个空气加热器。所述方法进一步包括使用至少一个空气加热器将所述传热介质加热至大约为环境温度的温度。接下来，所述方法还包括使所述传热介质从所述至少一个空气加热器循环至至少一个热回收单元，所述至少一个热回收单元从至少一个废热源中回收废热。此外，所述方法还包括使用所述至少一个热回收单元对所述传热介质进行加热。随后，所述方法包括使所述传热介质从所述至少一个热回收单元循环通过至少一个管壳式热交换器的壳体部分。此外，所述方法包括将LNG从贮存罐或入口泵送至所述至少一个管壳式热交换器的管道部分以便对LNG进行气化而使其变为天然气。所述方法还包括使所述传热介质循环返回所述膨胀罐以便产生体积波动。
附图说明
在附图中示例性且并非限制性地示出了本发明，且在所述附图中，使用相似的附图标记表示相似的元件，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的用于对LNG进行气化的系统的示图。
具体实施方式
本发明描述了一种用于对LNG进行气化的系统和方法。在下面的说明书中，出于解释说明的目的，阐述了多个特定细节以使所属领域技术人员能够彻底地理解本发明。然而，所属领域技术人员显然能够认识到：可在没有这些特定细节的情况下或者在具有等效布置的情况下实践本发明。在其它实例中以框图形式示出了众所周知的结构和装置，以便避免对本发明产生不必要的混淆。
图1是根据本发明的一个实施例的用于对LNG进行气化的系统的示图。膨胀罐ET-1贮存着水、二元醇和醇的混合物作为传热介质。该膨胀罐ET-1包括经过气流保护处理的可耐受大气作用的碳钢以便在约30°F至约150°F的温度下和约10psig的压力下实现该传热介质的体积膨胀和泵吸。膨胀罐ET-1包括入口/出口、自动/手动填充管嘴、液位指示/控制装置和不带绝缘的个人防护装置。二元醇包括乙二醇。醇包括甲醇/乙醇。传热介质具有低于约-40°F的冰点，但该传热介质在所述系统中的最低运行温度为约-20°F。至少一个循环泵CP-1使传热介质从膨胀罐ET-1中循环出来。循环泵包括大容积的低压头泵。
循环泵CP-1将传热介质输送至至少一个空气加热器AH-1。空气加热器AH-1包括翅片-风扇热交换器，该翅片-风扇热交换器对被吹入空气加热器AH-1的散热片内的环境空气中所包含的热量进行交换，从而对流动通过空气加热器AH-1的传热介质进行加热。空气加热器AH-1的运行温度为约-20°F至约150°F且运行压力为约150psig。空气加热器AH-1将传热介质从低于环境温度的温度加热至接近环境温度的温度。通过传热介质对LNG进行气化所需的热量中有约50％至约80％是由空气加热器AH-1提供的。
传热介质从至少一个空气加热器AH-1循环至至少一个废热回收单元WRU-1。废热回收单元包括水管型废热回收单元以便从至少一个废热源WHS-1和/或至少一个明火加热器中进行排气热回收。通过传热介质对LNG进行气化所需的热量中有约20％至约50％是由废热回收单元WRU-1提供的。对于更冷的环境条件而言，该废热回收单元可回收辅助的导管明火热量(auxiliary duct fired heat)。到目前为止，本系统并不需要类似于大气气化装置(Atmospheric Air Vaporizers)(AAV)和开架式气化装置(ORV)等的低温设施。
传热介质从至少一个废热回收单元循环至至少一个管壳式热交换器LE-1的壳体侧。LNG从入口或贮存罐LT-1被泵送通过至少一个管壳式热交换器LE-1的管道侧以便产生气化而变为天然气。在循环通过管壳式热交换器LE-1的壳体侧之后，该传热介质循环返回膨胀罐ET-1以便产生体积波动。
因此，本发明披露了一种高效、经济、紧凑且对环境无害的用于对LNG进行气化的系统和方法。
尽管上文已经结合多个实施例和实施方式对本发明进行了描述，但本发明并不因此受限，而是覆盖了落入所附权利要求书的范围内的各种变型和等效布置。