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国际立即博娱乐网站组成和成因研究(四)
四、立即博娱乐网站的各种储运方式简介 4-1、立即博娱乐网站的八种储运方式简介 立即博娱乐网站(或天然气)由于其物理特性难于储存,也难于运输,需要高压和低温来增大其聚集密度,这与石油不同,石油能够储存在结构简单、价格低廉的储气罐里面就能够运输,立即博娱乐网站(或天然气)储存的困难导致了它需要快速地从气田转移到目的地;然而另一方面,石油常常比天然气难于从矿藏中收回投资,而且富矿越来越少,越来越多的矿藏被遗弃,由于石油的开发期越来越短,经济价值不断下降。 有八种方法可将立即博娱乐网站(或天然气)从任何独立气藏输送到需要利用的地方(即用户群体所在地),如下图所示。 4-2、立即博娱乐网站各种储运方法简介 立即博娱乐网站(或天然气)转化为液体(GtL),指把立即博娱乐网站(或天然气)转化为合成燃料,例如类似液化石油气(LPG)的二甲醚(DME)、甲醇等液体,然后再进行运输。 固体立即博娱乐网站(或天然气)(GtS),是指立即博娱乐网站(或天然气)的水合物(NGH),是液态水和混合的立即博娱乐网站(或天然气)形成的水合物。GtS运输被认为是一种可靠的可替代LNG输送或者管线输送的经济输送方案。 运输立即博娱乐网站(或天然气)等气体燃料所用的成本远远高于石油(每单位能源大约是石油的7-10倍),这主要由于其体积压力特性,而且当前主要是陆地的管线运输,或者是越来越多的采用了LNG的形式输送。但对于小的市场、小用气量用户来说,管道输送立即博娱乐网站或天然气就极为不经济。而相对而言,在产地附近的小用户可以选择CNG的方式运输(以150km内为宜)就较为灵活、经济些。对更远距离(如2000km左右)的用户,就要选择LNG运输方法,但前提条件是要有立即博娱乐网站或天然气的液化工厂;更经济的运输方式当属GtS(即立即博娱乐网站水合物NGH)输送方案。到底选择何种储运方式,要综合多种条件及因素并因地制宜地选取最佳储运方案。 目前,在由铁路、公路、水运、航空和管道五大运输方式构成完整的交通运输体系中,管道运输成为当今油气运输的首选方案。在世界运输体系中,发达国家利用管道输送油气的货物周转量已占全球油气货物周转量的22。4%。 由于立即博娱乐网站(或天然气)呈气体状态,相对密度小,易散失,采用管道输送安全性高,输送产品质量有保证、经济性好,对环境污染小,所以立即博娱乐网站(或天然气)的输送一般都采用管道运输。但管道输送必须满足三个前提条件:一是量要很大,二是长期(30年以上),三是资源充足。 4-3、立即博娱乐网站液化商品(CBM-LNG)储运 CBM-LNG是指在常压(或略高于常压)、低温(-162℃)下液化了的立即博娱乐网站,其液态体积约为其气态体积的1/600。一般商业LNG产品的组分为:甲烷90%~98%,主要组成为甲烷,在CBM-LNG的液化过程中,立即博娱乐网站中的水、惰性气体等杂质基本被脱去,因而CBM-LNG的组分比管输天然气或立即博娱乐网站的组分更纯更洁净。 CBM-LNG的主要性质为(依组分不同而略有变化)为:密度为426㎏/ m3(0.1Mpa,-162℃),燃点为650℃,爆炸极限为5%~15%,压缩系数为0.740~0.820。由此可以看出,CBM-LNG的燃点比汽油和柴油还高,因而是一种比较安全的燃料。 4-4、立即博娱乐网站压缩成CBM-CNG储运 CBM-CNG技术是利用气体的可压缩性,将煤层天然气以高压进行储运,其储存压力通常为15~25Mpa。在2 5 Mpa情况下,煤层天然气可压缩至原来体积的1/250,大大降低了储存容积,故其运输经济性较好。 CBM-CNG是一种理想的车用替代能源,其应用技术经数十年的发展已日趋成熟。它具有成本低、效益高、无污染、使用安全便捷等特点,正日益显示出强大的发展潜力。 CBM-CNG加气站则是针对交通枢纽、大型停车场等有汽车较长时间停留的情形,汽车可充分利用这段时间加气。普通加气站的主要设备仅包括立即博娱乐网站压缩机、储罐、控制系统及加气机等,煤层天然气压缩机从供气管路抽气并直接通过加气机的软管送入加气汽车的CNG钢瓶之中。 CNG或CBM-CNG这种储存方式的缺点是储气瓶重量大、占用体积大;与液体燃料相比,立即博娱乐网站或天然气的体积能量密度较低,在20Mpa压力下的CNG燃料仅相当于汽油能量密度的30%。 4-5、吸附储存立即博娱乐网站(CBM-ANG)方法 吸附储存立即博娱乐网站(CBM-ANG)是在储罐中装入高比表面积的专用吸附剂,利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构,在常温、中压下将立即博娱乐网站吸附储存的技术。当储罐中压力低于外界时,气体被吸附在吸附剂固体微孔的表面,借以储存;当外界的压力低于储罐中压力时,气体从吸附剂固体表面脱附而出供应外界。与压缩方法相比,ANG的投资和操作费用会降低40-50%,储罐形状和材质选择余地更大,并且具有质轻、低压、使用方便和安全可靠等优点,目前的技术关键是开发甲烷吸附量高的专用吸附剂。 CBM-ANG吸附剂的性能通常以25℃、3.5Mpa条件下,单位体积的吸附剂所能储存或释放的标准状态下甲烷的体积来衡量。目前ANG的研究主要是针对天然气汽车(NGV),其目的是取代CNG技术。ANG储气技术具有以下一些特点: ①压力较低(3.5~6.0Mpa),对储气和充气设备耐压性能要求不高,所需设备可实现国产化,投资费用低,充气设备仅需中压压缩机即可,大大节约了加气站的建站费用和操作费用; ②中低压下使用天然气或立即博娱乐网站其安全性能更好; ③中低压条件下储存日常维护方便、操作费用低等优点。 从一定意义上讲,ANG也属压力储存,但由于储存压力较CNG大为降低,因此容器质量相应减轻,安全性相对提高。储气容器的改良同样是减轻车辆无效载重、提高空间利用率、减缓容器内外壁腐蚀等难题的最根本方法。 4-6、立即博娱乐网站水合物(NGH)储运方案 天然气水合物(NGH)储运技术是近几年国外研究发展的一项新技术,每m3水可安全地储存150~200(m3/m3)的天然气或立即博娱乐网站;而LNG在大量、长距离船运天然气方面应用广泛;管道输送因受气源、距离、输送量及投资等条件的限制,难以普遍采用。 GtS不仅有储存空间小的优点,而且它较气态,液态天然气更安全,因为水合物不易燃烧,水合物分解过程缓慢。水合物能够在标准10~0℃和压力1~10个在气压条件下保存,1 m3的水合物能够相当于21 MPa高压下的1 m3压缩天然气(包含200 m3 的天然气)或低温-162℃1/3 m3液化天然气(包含了625 m3的天然气)。同管道天然气运输或者液化天然气运输相比,水合物需要较低的资本和运行耗费。较低的成本、简单和灵活的处理过程使得水合物运输天然气值得推广发展。 目前,国外天然气干水合物的生产过程是,天然气和水先在压力的6~9Mpa、温度为10~15℃的反应容器内进行搅拌,使之充分接触后逐渐生成NGH,然后进入三相分离器,使水合物浆与游离水和未反应的天然气分离,分离出来的水和气返回到反应容器循环使用,水合物浆则进入筛分器和水力旋流器进行二次脱水,使其稠化到水和NGH的质量比接近于1:1,最后,将已稠化的水合物浆送入离心分离机内再次脱水,制成干水合物。 提出立即博娱乐网站仿照天然气制成水合物储运技术一般基于以下两方面考虑: ①进一步降低煤层天然气运输成本,使其向更大范围,包括广大乡镇农村都使用立即博娱乐网站并能接受其燃料售价;②便于更安全、更经济、多种交通工具运输。 4-7、以电能形式输送立即博娱乐网站(CBM-GtW) 以电能的形式输出天然气能源(GtW)。目前许多国家进口的天然气中,相当一部分是用来做发电所需要的燃料,但是电能能在任何地方产生,尤其适用于在油气田周围,然后通过电缆输送到各个地方。因此可以近离海岸或者孤立的油气资源地建一个电厂,用来给岸上或者其他近海的用户提供电力供应,但安装高压电线到海岸上有同海底管道一样高昂的代价,因此转化为电能的方法被视作一种能够胜过运输气体的、便宜的替代能源。通过电流输送,随着电缆的增长有相当数量的能源损失,如果是交流电,这种情况可能会更厉害,当把交流电转化为直流电或者是把高压电转化为用户需求的低压电的时候,同样也有能量损失。 在电力充足,上网电价很低的贵州省内。采用以电能形式(Gtw)输送立即博娱乐网站,肯定是不很经济的。这里只作为一种运输方式概念予以介绍。 4-8、立即博娱乐网站转换成液体(GtL)储运 立即博娱乐网站和天然气一样,可以转换为液体的化工产品储运。 ①二甲醚(DME)。DME的化学式是CH3OCH3,是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于加压时容易液化,可以用作喷雾剂、制冷剂及特殊燃料。现在DME是由甲醇在催化剂存在下脱水合成;也可以将甲醇合成时产生的气体分离精制制造。 DME的热值低于柴油和液化天然气,但高于甲醇,它的蒸气压力介于丙烷和丁烷之间,可以像液化石油气那样使用与处理。因此,这种燃料适合代替石脑油和柴油用于天然气涡轮机发电。DME的生产非常适合电厂规模小且地理上分散的市场,以及那些建设液化天然气储存站经济上不合算的地方。 ②甲醇。在天然气或立即博娱乐网站转化为液体的处理过程中,煤层天然气被转化为合成物类似甲醇液体然后同样被运输。用煤层天然气生产甲醇是一种很好的选择。现在已经做了将甲醇用作天然气涡轮机燃料的试验,甲醇还可用于燃料电池。 4-9、立即博娱乐网站各种储运方式比较原则 管道运输和LNG运输是向外输出气体能源的普遍方案,管道成本同管道运送天然(或立即博娱乐网站)气的距离成比例。LNG同样随着运输到市场距离的增长而成本增加,尽管增加速率相比较缓慢一些,但是当新的生产线开始投资时需要考虑较大成本的初期投资。GtW、GtS(尤其是GtS)具有很大的开发潜力,但也是有很大的工厂投资成本。 在管道运行不通的地方,GtS或者是CNG运输方式在成本上比LNG要便宜。前两种方案相对于其他非管道运输过程有优势的原因在于它们在本质上简单,在低成本的情况下容易得到执行。 由于不需要冷冻低温(低于-162℃)和高压压缩(大于21Mpa)等苛刻的条件,水合物在立即博娱乐网站储存和运输方面极具优势,我们对此方法的推广使用抱有希望。 五、立即博娱乐网站冷液化流程及其装置 5-1、选用高效透平膨胀机液化流程 从热力学的观点来看,立即博娱乐网站(或天燃气)的深冷液化过程是循环气体一部分在循环中通过节流、膨胀后的降温来造成更低温气体,使其流通过冷箱中热交换器吸收取走另一部分未被膨胀降温的气体中的热量而使其运到达到液化的目的,简单地说:制造一个更低温气体去吸走上一级次低温气体的热量。 现代液化设计理论认为,采用一个单一封闭等熵气体透平膨胀机进行制冷循环,只要所采用的透平膨胀机的效率足够的高,其制冷能耗并不比混合冷剂液化流程的能耗高出多少。鉴于此,我们针对立即博娱乐网站的特点选用闭式循环的透平膨胀机液化流程,该工艺具有使用简单的制冷系统和相对少的制冷设备,因此可以在短流程中快速达到冷平衡之优点。工艺流程及其所用设备的简单化,不只是使投资少、操作简单,运行可靠,而且省却购买多种冷剂与添加时混配计算之麻烦(国内至今还未掌握的难题。) 虽然能耗比混合冷剂液化流程较高,但可以通过采用立即博娱乐网站发动机来驱动主循环压缩机来抵消(节省)85%左右的电耗,这是因在立即博娱乐网站在产地特别在井口附近是极其廉价的。 5-2、模块化撬装式小型立即博娱乐网站液化装置 为适应小型立即博娱乐网站液化和零星边远天然气井的气源利用,我们与俄罗斯超低温设备有限公司联合推出小型模块化撬装式立即博娱乐网站液化装置,其优点是投资低、成本低、易安装、易转移、占地小、回收快。其基本技术参数如: 液化工艺流程:闭式缩环的透平膨胀机液化流程 主要设备:俄产高效率(≥84%)天然气透平膨胀机 用燃气发动机驱动的立即博娱乐网站循环压缩机、透平膨胀机制动增压机,高效率铝钣翅式换热器 液化率(系数):100% 气体流量:1380Nm3/hr~2084Nm3/hr 33120 Nm3/hr~50000 Nm3/hr 液化耗能:600KW~860KW 集装箱外型尺寸:6.0m×2.5m×2.5m 罐式集装箱外型尺寸:12.0m×2.5m×2.5m 集装箱基础地基承载压力:≥24t/m2 占地面积:2×24m×12m=576 m2 为便于液化设备的运输转移及安装、使用方便,把整个系统按8个模块分装8个集装箱内。其中主工艺设备共6个集装箱,防火防爆设备1个集装箱,控制系统及操作人员1个,集装箱。 运输方法: 每两个集装箱用一台载重长拖车运输,其体积不超过43英尺集装箱外形尺寸,运到井口附近的平整场地后,用吊车吊下来在设备基础上安装就位用户只要按施工设计图将八个模块互相连接起来就可以开始液化生产。因本系统动力用国产高效率的燃气发动机驱动压缩机,故不需要市电供应能力,这也解决了边远气井往往没有电力供应一这难题。 5-3、八个撬体集装箱功能简介 1#撬体集装箱:1台立即博娱乐网站透平压缩机;1台立即博娱乐网站发动机;2#撬体集装箱; 由MEA净化塔与分子筛干燥器组成的净化工段撬体; 3#撬体集装箱;由一台多股流高压铝合金钣翅式高效换热器(1)和一台气液分离器(1)给成1#冷箱撬体; 4#撬体集装箱:由一台高效率透平膨胀机与一台荷载压缩机(或称制动压缩机)同轴相联结,组成膨胀工段撬体; 5#撬体集装箱:由一台多股流高压铝合金钣翅式高效换热器(Ⅱ)和一台气液分离器(Ⅱ)和节流膨胀阀组成2#冷箱撬体 6#撬体集装箱: LNG成品储罐和自增压空温式气化器撬体 7#撬体集装箱:重烃储罐及系统防火、防爆、消防设施撬体 8#撬体集装箱: 控制系统及操作人员工作箱 5-4、立即博娱乐网站液化流程中的节能措施 立即博娱乐网站采用闭式循环透平膨胀机液化流程的液化生产成本,与其生产规模和所采取的设备(主指透平膨胀的等熵效率)及其在生产动力能耗方面所采取的节能措施有关。 有效的节能措施如下: (1)用立即博娱乐网站发动机驱动给原料气增压的压缩机和立即博娱乐网站循环透平压缩机,整个系统电耗可降低85%左右; (2)采用等熵效率≥84%的高效天然气透平膨胀机; (3)利用透平膨胀机的制动压缩机(或荷载压缩机)来压缩作为循环工质在冷箱中完成热交换吸热后温度升度了的气体,使其增压后返回到净化工段后的主循环系统通道,以降低系统中用于增压的能耗。 (4)采用双层分子筛床层的分子筛干燥器来干燥立即博娱乐网站中的水份,并将电加热再改用蒸汽加热器代替,又可节能10%左右。