FLNG液化工艺的关键技术

FLNG(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit)液化工艺的关键技术包括液化工艺的选择、晃荡条件下工艺及关键设备的适应性,其对装置的投资、运行稳定性及安全产生很大的影响。根据海上工艺设计标准,对不同液化流程进行比选,分别建造氮膨胀和混合制冷剂两套液化实验装置,并开展晃荡实验,验证工艺及关键设备的海上适应性,实验结果表明:晃荡工况下,丙烷预冷双氮膨胀工艺和双混合制冷剂工艺的液化和处理能力均能保持较高水平,前者适用于处理量小且海况恶劣的海域,后者适用于处理量大且海况平稳的海域;壳侧降膜流动的不稳定性是导致绕管式换热器适应性较板翅式换热器低的主要因素;倾斜和横摇会在较大程度上降低填料塔内液体分布均匀性及传质性能;共振周期直接影响薄膜型液舱的装满度,横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度;晃荡对膨胀机工作性能无影响。     

煤层气采气管道压降特性试验

煤层气的排采特性决定了进入采气管道的煤层气同时含有水和粉尘等颗粒杂质,气体在流动过程中的压降损失势必受到水和固体颗粒的影响。为此,利用试验环道模拟煤层气集输管道多相介质的流动特点,试验研究了气液两相和气固两相流动的压降特性,得出如下结论：煤层气采气管道气体流速应控制在4～8m/s范围内,并应适当采取清管等措施,减少固相沉积物;采气管道水力计算可以忽略固体颗粒的影响而采用气液两相压降计算方法。（图6,参7）     

BOG脱氮对PRICO液化工艺的影响

国内基本负荷型LNG工厂大多采用PRICO液化工艺,对于原料气中氮气摩尔分数超过1％的LNG工厂,储罐和装车站产生的蒸发气重新进入装置回收甲烷的过程,易导致系统内氮气含量不断累积,造成蒸发气量和蒸发气再液化过程动力消耗的增加.PRICO改进工艺通过对再液化后的蒸发气进行脱氮处理,合理选择氮气闪蒸压力,可以有效降低LNG产品的气化分率,减少BOG产生量,降低冷剂用量和BOG压缩机、冷剂压缩机的负荷.采用HYSYS软件对某LNG工厂的液化和蒸发气回收单元进行工艺模拟,分别计算了蒸发气脱氮气和蒸发气不脱氮气2种工况下的蒸发气压缩机负荷、冷剂负荷及LNG产量.计算结果表明：闪蒸脱氮后进入冷箱再液化的蒸发气氮气摩尔分数由脱氮前的34.62％降低至25.9％,改进型PRICO工艺蒸发气压缩机功率降低38.1％,液化蒸发气所需的冷剂负荷减少46.5％,冷剂量减少2.6％,相应冷剂压缩机的负荷降低328 4.3 kW,LNG产量减少7.2 t/d.（表1,图4,参8）     

单流涡流管双通道加热器加热性能测试试验

单流涡流管(Single-Circuit Vortex Tube,SCVT)加热器在天然气管道调压系统在线加热方面具有较大的安全与节能优势,其结构在传统涡流管(Ranque-Hilsch Vortex Tube,RHVT)基础上进行了改进。为了验证SCVT的加热性能,搭建了环路测试试验系统,其具备试验工质的常温模拟与低温模拟功能。利用该系统开展了SCVT在不同压力、压比、流量、温度及单双通道条件下的加热性能测试,结果表明:在试验测试的参数范围内,涡流管对高流速先导气的加热能力更强,相同条件下大压比、小压差、高进口温度有利于提高先导气的温度;靠近热端管末端的加热通道对先导气的温度提升能力优于靠近涡流室端的加热通道;不同通道先导气单独加热比同时加热的加热效果好;为了获得最佳加热性能,先导气宜从加热器两端的低温区流入,从中间的高温区流出。该试验结果可为涡流管加热技术更好地适应天然气管道系统的加热需要提供技术支持。(图9,参19)     

车载式热泵干燥装置的试验研究与热力学分析

针对目前我国粮食收获现场没有配套的干燥设备进行跨区域移动作业,导致收获的粮食不能及时干燥而霉烂的问题开发一种车载式热泵干燥装置。该装置采用蒸汽压缩式热泵(热泵工质为R134a)提供热量,卧式多室流化床为干燥室,热泵蒸发器回收流化床前段排气中水蒸气潜热,鼓入环境状态的新风用以回收干燥后物料的显热。整个装置结构紧凑(3.5 m×2.1 m×1.7 m),可固定安装在5 t货车(7.2 m×2.2 m×2.2 m)车斗底盘上,便于拖运以进行跨区域移动作业,同时该装置管道之间增加了柔性连接,具有较强的抗震性能。基于样机试验数据进行热力学分析,结果表明:样机稳定运行时,平均热泵性能系数为3.3,除湿能耗比0.513 kWh/kg,热泵系统平均火用效率49%,测试结果达到设计要求。     

白菜渣汁混合高温厌氧发酵产沼气及微生物群落结构研究

为了探究蔬菜渣和蔬菜汁混合后对其厌氧发酵产沼气潜力的影响,并为混合蔬菜渣汁厌氧发酵工程的应用提供合理性的分析与建议.采用批量式的发酵方式,选取白菜渣汁混合物为反应原料,在高温(55±1)℃下,底物质量分数为3％、白菜渣粒径为0.85 mm,其中白菜渣加水的实验组3(白菜渣68.34 g,水331.66 mL接种物的量为120 mL) TS降解率、VS降解率、第2个日产气高峰、最高CH4含量和累积总产气量分别为56.13％、61.06％、525 mL、66.19％和3390 mL,发酵前后pH值分别为7.2和7.6均在产甲烷菌的正常pH范围,结果均优于其他实验组的对应指标.利用100 L的发酵罐对其进行连续搅拌厌氧发酵产沼气的小试放大实验并分析生物群落结构,通过高通量测序发现在纲水平上,古菌主要以甲烷杆菌纲、甲烷微菌纲为主;在属水平上,嗜热弯曲甲烷热杆菌属是反应器中最主要的产甲烷菌(占总菌量的55％～81％),甲烷八叠球菌属是第二主导的产甲烷菌属(占总菌量的16％～42％).在连续搅拌过程中,甲烷主要由甲烷八叠球菌属利用CO2和H2通过还原CO2产甲烷途径和乙酸产甲烷途径产生,即甲烷八叠球菌属对连续搅拌实验组的甲烷产生起主导作用.