一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置,包括喷淋床、沸腾床、氮气启停吹扫系统、抽真空系统、管路连接系统和控制系统，LNG进口管路与喷淋床下方连通，喷淋床呈中空圆柱状，上下两端具有锥形封头，喷淋床内部上方设有喷淋系统，喷淋系统上方设置有气固分离器，经过气固分离器分离的气体上升至喷淋床顶部的排气口，并通过与排气口连通的第一排气管路排出，第一排气管路通过NG回流管路与沸腾床的下部连接，NG回流管路中通入沸腾床的NG，NG回流管路上设置有氮气启停吹扫系统。本实用新型专利技术造冰速度快，耗时短，产量高，容易控制，极大的节省了电能，具有极强的工业化前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置
本技术涉及一种制取流体冰晶的装置，更具体的涉及一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置，属于能源综合利用

技术介绍
流体冰晶是一种不同于传统固体冰的全新概念的冰，它是一种近圆形颗粒的冰晶，既具有流体的特性，可用管道进行输送，又具有冰的特性，冷却快，潜热大。流体冰晶相对于传统的雪片冰因为具有巨大的表（接触）面积、超强的传热性能、可保持恒温、能极速冷却与降温等性能，在渔业捕捞、海产品加工、家禽加工、蔬菜保鲜、超市保鲜、（发酵）工业工艺、冰蓄冷空调、人工造雪、井下降温等领域具有广泛的利用前景。目前，流体冰晶的制造技术也是一种不同于传统固体冰制造技术的全新制冰技术。其原理为冷却盐溶液达到一定的温度，使溶液中水分结晶析出为细小的球状冰晶而游离于溶液中，从而形成具有流动性的冰浆，在一定条件下，实现冰晶体和液体的分离，从而形成纯固体微粒冰晶体。然而采用冷却盐溶液制造流体冰的方法需要消耗大量的电能，而且这种方法耗时长，造流体冰速度非常慢，不容易控制，产量有限不利于工业化。另一方面，液化天然气（LNG）作为一种深冷（-162℃）液体，属高品位冷源，作为清洁燃料，需经过气化和加热到15℃以上才便于利用，在此过程中释放大量冷能。我国每年进口数千万吨天然气，绝大部分以液体船运方式进口，这部分数额巨大的冷能没有得到有效利用，除少部分用于空分行业和冰库制冷，大量冷能通过海水加热气化，不但浪费了能源，而且污染了海洋环境。在我国国民经济中，制冷行业耗能约占社会终端用能地10%，耗能和节能潜力巨大,因此社会上对安全、经济可以方便移动的冷源需求巨大。近年来，在建筑节能领域冰蓄冷方兴未艾，在夏季，冰蓄冷合理利用夜间电网用电波谷的电能制冰，在日间将存蓄冷能放出。但这种方法也存在制冷效能低的弊端。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种利用LNG气化过程中释放的冷能来制取流体冰晶的装置，本技术结构设计合理，流程简单，成本低廉，制取流体冰晶的效率高。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置,利用LNG气化过程释放的冷能制取流体冰晶，装置包括喷淋床、沸腾床、氮气启停吹扫系统、抽真空系统、管路连接系统和控制系统，LNG进口管路与喷淋床下方连通，喷淋床呈中空圆柱状，上下两端具有锥形封头，喷淋床内部上方设有喷淋系统，此种设置可使得水与LNG直接接触，并且喷淋系统中使用的喷淋头具有耐低温的性能；喷淋系统上方设置有气固分离器，经过气固分离器分离的气体上升至喷淋床顶部的排气口，并通过与排气口连通的第一排气管路排出，第一排气管路通过NG回流管路与沸腾床的下部连接，NG回流管路中通入沸腾床的NG，其温度控制在-35℃~-50℃。沸腾床的顶部连接有下降管的一端，下降管的另一端连接至喷淋床的底部，NG回流管路上设置有氮气启停吹扫系统。进一步地，第一排气管路还连接有气气换热器的一端，气气换热器的另一端连接有第二排气管路，气气换热器中的使用的热流体为常温空气或低沸点工质，其使用的冷流体为第一排气管路排出的冷天然气，冷天然气经换热后温度达到常温。进一步地，第二排气管路上设置有抽真空系统。进一步地，沸腾床的底部连接有流体冰晶排出管路，沸腾床的中部连接有旁路管的一端，旁路管的另一端连接至喷淋床的中部，旁路管连接沸腾床与喷淋床，其通入喷淋床内部的冷NG可帮助在喷淋床内壁上形成一层冷NG气层，防止流体冰晶粘贴在喷淋床的壁面上。进一步地，喷淋系统外接蒸汽进口管路。进一步地，控制系统包括设置于流体冰晶排出管路上的第一控制阀、设置于下降管上的第二控制阀、设置于NG回流管路上的第三控制阀、设置于抽真空系统上的第四控制阀、设置于第二排气管路上的第五控制阀以及设置于LNG进口管路上的第六控制阀，第一控制阀还带有伴热系统，防止在设备运行过程中控制阀结冰。本技术的有益之处在于：一方面，本技术利用液化天然气（LNG）气化和回热过程中释放的冷能，将高品位冷能用于制取流体冰晶，还实现了较低品位的冷能梯级利用；并且制取的流体冰晶的温度在-40℃到-50℃之间，属高品质冷源。而且由于流体冰晶的结构特点，使得其可以流动，极大的方便了运输和输送。另一方面，水通过喷淋床直接与气化天然气（NG）接触，水从喷淋系统喷出，和喷淋床内的气态天然气（NG）直接混和进行热交换，能瞬间凝固成冰晶，造冰速度快，耗时短，产量高，容易控制，极大的节省了电能，具有极强的工业化前景。附图说明图1为本技术一个实施例的结构示意图。图中：1-沸腾床；2-下降管；3-LNG进口管路；4-蒸汽进口管路；5-喷淋系统；6-气固分离器；7-第一排气管路；8-抽真空系统；9-第二排气管路；10-气气换热器；11-氮气启停吹扫系统；12-NG回流管路；13-旁路管；14-第一回流管；15-流体冰晶排出管路；16-喷淋床；17-第一控制阀；18-第二控制阀；19-第三控制阀；20-第四控制阀，21-第五控制阀，22-第六控制阀。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。实施例1本技术提供一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置,利用LNG气化过程释放的冷能制取流体冰晶，装置包括喷淋床16、沸腾床1、氮气启停吹扫系统11、抽真空系统8、管路连接系统和控制系统，LNG进口管路3与喷淋床16下方连通，喷淋床呈中空圆柱状，上下两端具有锥形封头，喷淋床16内部上方设有喷淋系统5，此种设置可使得水与LNG直接接触，并且喷淋系统中使用的喷淋头具有耐低温的性能；喷淋系统5上方设置有气固分离器6，经过气固分离器6分离的气体上升至喷淋床顶部的排气口，并通过与排气口连通的第一排气管路7排出，第一排气管路7通过NG回流管路12与沸腾床1的下部连接，NG回流管路中通入沸腾床的NG，其温度控制在-35℃~-50℃。沸腾床的顶部连接有下降管2的一端，下降管2的另一端连接至喷淋床16的底部，NG回流管路12上设置有氮气启停吹扫系统11。第一排气管路7还连接有气气换热器10的一端，气气换热器10的另一端连接有第二排气管路9，气气换热器中的使用的热流体为常温空气或低沸点工质，其使用的冷流体为第一排气管路排出的冷天然气，冷天然气经换热后温度达到常温。第二排气管路9上设置有抽真空系统8。沸腾床1的底部连接有流体冰晶排出管路15，沸腾床1的中部连接有旁路管13的一端，旁路管13的另一端连接至喷淋床16的中部，旁路管连接沸腾床与喷淋床，其通入喷淋床内部的冷NG可帮助在喷淋床内壁上形成一层冷NG气层，防止流体冰晶粘贴在喷淋床的壁面上。喷淋系统外接蒸汽进口管路4。控制系统包括设置于流体冰晶排出管路15上的第一控制阀17、设置于下降管2上的第二控制阀18、设置于NG回流管路上的第三控制阀19、设置于抽真空系统上的第四控制阀20、设置于第二排气管路9上的第五控制阀21以及设置于LNG进口管路3上的第六控制阀22，第一控制阀17还带有伴热系统，防止在设备运行过程中控制阀结冰。本技术的使用方法，包括工作步骤和停止步骤，工作步骤包括以下：1）打开抽真空系统，将喷淋床16、沸腾床1、氮气启停吹扫系统11、管路连接系统和控制系统中的各个阀门抽真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置,包括喷淋床(16)、沸腾床(1)、氮气启停吹扫系统(11)、抽真空系统(8)、管路连接系统和控制系统，其特征在于：LNG进口管路(3)与喷淋床(16)下方连通，所述喷淋床(16)内部上方设有喷淋系统(5)，所述喷淋系统(5)上方设置有气固分离器(6)，经过所述气固分离器(6)分离的气体上升至喷淋床顶部的排气口，并通过与排气口连通的第一排气管路(7)排出，所述第一排气管路(7)通过NG回流管路(12)与沸腾床(1)的下部连接，所述沸腾床的顶部连接有下降管(2)的一端，所述下降管(2)的另一端连接至喷淋床(16)的底部，所述NG回流管路(12)上设置有氮气启停吹扫系统(11)。

【技术特征摘要】
1.一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置,包括喷淋床(16)、沸腾床(1)、氮气启停吹扫系统(11)、抽真空系统(8)、管路连接系统和控制系统，其特征在于：LNG进口管路(3)与喷淋床(16)下方连通，所述喷淋床(16)内部上方设有喷淋系统(5)，所述喷淋系统(5)上方设置有气固分离器(6)，经过所述气固分离器(6)分离的气体上升至喷淋床顶部的排气口，并通过与排气口连通的第一排气管路(7)排出，所述第一排气管路(7)通过NG回流管路(12)与沸腾床(1)的下部连接，所述沸腾床的顶部连接有下降管(2)的一端，所述下降管(2)的另一端连接至喷淋床(16)的底部，所述NG回流管路(12)上设置有氮气启停吹扫系统(11)。2.根据权利要求1所述的一种利用LNG冷能制取流体冰晶的装置，其特征在于：所述第一排气管路(7)还连接有气气换热器(10)的一端，所述气气换热器(10)的另一端连接有第二排气管路(9)。3.根据权利要求2所述的一种利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶汉中，刘士琦，芮磊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32