一种致冷系统，包括在级联中的多个热交换器(E1，E2，E3)，所述热交换器中的每一个热交换器包括：产生冷量的液化甲烷流(150)；致冷剂流体的两相混合物的高压流(122)，其放出其热量和包括具有低的正常沸腾温度的致冷剂流体；和所述致冷剂流体的产生冷量的两相混合物的低压流(100)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于回收非常低的温度的冷量的领域，所述冷量的源是处于压力下的液体甲烷，例如从甲烷罐转移液化天然气时所获得的液体甲烷。
技术介绍
应当想到，通常在大气压力下在罐中运送甲烷，热量损失由在大气压力下沸腾的甲烷补偿。在罐到达其卸载港口时，通过泵抽取甲烷，该泵将液体甲烷压缩至6兆帕(MPa)的典型压力。该液相压缩将消耗压缩气相所需要的能量的大约三十分之一的能量，这是需要的以便在主要网络中分布天然气；其用于补偿与几百公里范围内的气体流相关的压头损失。实际上，液化甲烷在浸没在海中的热交换器中被加热升高约15°C的温度之后，在压力之下转移至分布网络。可回收的冷量功率总计数十兆瓦。当前，非常小地利用所述冷量。在优选的但是非限制性的实施例中，本专利技术提出使用从甲烷回收的冷量通过冷冻来捕获包含在废气中的(X)2或更通常地包含在任何气体中的co2。本领域技术人员将理解假定甲烷的流量和运输(X)2的气体的流量是独立的，这一使用强加了特殊的限制。因此，本专利技术寻求提供一种系统，所述系统用于从液相压缩所获得的甲烷回收冷量并适合于通过冷冻捕获CO2，其中甲烷的流量和运输(X)2的气体的流量被认为是完全不相关的。文件US 2007/0186563和WO 02/060561分别描述了从甲烷回收冷量的方法，和从能量产生单元的废气捕获(X)2的致冷方法。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供了一种致冷系统，包括在级联中的多个热交换器，所述热交换器中的每一个热交换器包括·产生冷量的液化甲烷流；·致冷剂流体的两相混合物的高压流，其放出其的热量并包括具有低的正常沸腾温度的致冷剂流体；和·所述致冷剂流体的产生冷量的两相混合物的低压流。在本专利技术的特定实施例中，上述的特征温度沸腾温度典型地处于-80°C至_160°C 的范围内。因此本专利技术使得可以从级联中的热交换器中的液化甲烷回收冷量，所述级联被包含在利用致冷剂流体的混合物的致冷系统中。其的特征在于这种的下述事实，所述液体甲烷通过蒸发或通过在热交换器中转移其的液体或气体的热焓放出其的冷量，至少三种不同的流穿过热交换器甲烷流、致冷剂流体的混合物的冷凝流和致冷剂流体的混合物的蒸发流。其的特征还在于，从液化甲烷回收冷量的本专利技术的系统包括热交换器，所述热交换器处理两种产生冷量(或者说吸收热量)的流的热交换器，和一种热量供给流。甲烷可以处于超临界压力或处于次临界压力。其流过热交换器，作为相对于冷凝或过冷的致冷剂流体的两相混合物的逆流。甲烷在超临界区域中升温，或在甲烷处于次临界压力时其在两相范围内蒸发。在该上冷却的同时和在同一热交换器中，冷凝的致冷剂流体的混合物的流还通过被致冷剂流体的混合物流的一部分部分地冷却。在优选的实施例中，本专利技术的致冷系统包括用于获得所述致冷剂流体的混合物的加压液相的至少一个分离器、适合使所述液相的压力降低的膨胀器以及将所述膨胀的液相的至少一部分改向至产生冷量的致冷剂流体的混合物的所述低压流中的装置。这一特点使得能够调节级联的热交换器中的低压流，引起使得可以调节冷凝的水平和所述热交换器中的高压流的温度。在本专利技术的特定实施例中，本专利技术的致冷系统包括在所述级联的出口处膨胀所述冷却的高压流和用于引导其的至少一部分至用于穿过通过包括CO2的气体的至少一个致冷热交换器的装置，所述热交换器在冷冻循环中操作。在特定的实施例中，本专利技术的致冷系统包括·用于从所述高压流获得液相用于冷却的装置；和 用于膨胀所述液相和引导其的至少一部分到所述至少一个致冷热交换器中的装置，所述热交换器在解冻循环中操作。从在解冻循环中操作的所述致冷热交换器的所述出口处获得的致冷剂流体的混合物的至少一部分可能有利的是，用于加满至所述级联中的至少一个热交换器的所述进口处的致冷剂流体的混合物的所述低压流。在特定的实施例中，热交换器被控制用于以交替地在冷冻循环和在解冻循环汇中操作。因此本专利技术使得能够通过在致冷热交换器上的反升华来捕获CO2,所述致冷热交换器交替地在冷冻模式和解冻模式中操作。引起因此其构成了对在文献WO 02/060561中所描述的集成级联系统的改进。在特定的实施例中，所述被引入到所述级联中的低压流被由在其操作处于冷冻循环中时在所述致冷热交换器的所述出口处的致冷剂流体的混合物的流获得。在特定实施例中，本专利技术的致冷系统包括用于回收来自所述致冷热交换器的在所述出口处的致冷剂流体的混合物的低压流的液相的一部分的装置。这一特点构成了用于调节的另外的元件，在甲烷的流量(其需要被从-158°C升温至+15°C )相对于系统的致冷需要而言是过量的时所需要所述元件的用于调节的另外的元件。在特定实施例中，本专利技术的致冷系统包括·用于压缩所述高压液相(101)的装置(81)；·适合于用于蒸发如以这种方式获得的所述高压液相的至少一个蒸发器；和·适合于膨胀如以这种方式获得的所述高压蒸汽的涡轮，用于产生机械能。在特定的实施例中，本专利技术的致冷系统包括·适合用于在所述级联的所述出口压缩来自所述级联的所述低压流的变频压缩机；和·适合用于冷凝通过由所述压缩机压缩的致冷剂流体的混合物的部分冷凝器，用于再次产生用于引导至所述级联中的所述高压流。在特定的实施例中，该部分冷凝器是用于在涡轮中膨胀之前蒸发高压液相的蒸发器/冷凝器。以最有利的方式，冷量回收可以被调制成(X)2捕获系统的操作和甲烷冷量流量的可利用性的函数。本专利技术的致冷系统尤其适于操作·在全负载的CO2捕获系统下，用于以便处理气体或废气的名义流量，具有并从甲烷名义标称回收冷量；·在全负载的(X)2捕获系统下，具有并从甲烷减小的回收冷量的(X)2捕获系统的全负载下；或·在减小负载的(X)2捕获系统下，具有并从甲烷名义标称回收冷量的(X)2捕获系统的减小的负载下。以最有利的方式，本专利技术的致冷系统总是能够加热甲烷，而不管甲烷的流量和不管被(X)2捕获致冷系统处理的气体或废气的流量。更具体地，如果甲烷的流量被减小至零，那么热交换器单独地在蒸发的混合物的一部分流和冷凝的一部分混合物之间操作。相比，甲烷流量一旦大于零，就立即调整致冷剂流体的混合物的蒸发率，但是混合物继续流动，如果来自甲烷的冷量相对于致冷系统的需要是过量的，然而甲烷仍然升温且过量的冷量被转换成由致冷剂流体的混合物所产生的机械能。应当想到，为了在甲烷已经被从底层抽取之后运输甲烷，利用管线进行运输或利用甲烷管罐运输。第一方案需要花费大量的能量来通过压缩站的方式在数百千米范围内压缩成气相的甲烷。对于第二方案，需要花费能量，用于通过以便借助于致冷系统的方式将甲烷冷却到-ierc，该致冷系统消耗大量的能量。在转换转移甲烷时，可以继续利用这一冷量。通过从在集成的级联的热交换器中的甲烷回收冷量，本专利技术使得能够节省大量的能量，其这些能量不再需要由压缩机产生。本专利技术还提供了一种用于从液化甲烷流回收冷量的方法，其中所述流被使得流过多个热交换器，所述热交换器还具有流过其的致冷剂流体的两相混合物的高压流，所述高压流放出其的热量且包括具有低的正常沸腾温度的致冷剂流体，和具有穿过其的所述致冷剂流体的两相混合物的低压流，且产生冷量。这种从液化甲烷流回收冷量的所述方法的特定优点和特点与本专利技术的致冷系统的优点和特点一致相同，故不在此处重述。 附图说明参考图1、2，从下述描述呈现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：德尼·克洛迪克，穆拉德·尤尼斯，优素福·里亚基，
申请(专利权)人：工业加工方法研究和发展协会阿美尼斯，
类型：发明
国别省市：
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