В настоящее время в мире сжижается более 124 млрд м3 газа в год, а доля сжиженного природного газа в общем, объеме газопотребления промышленно развитых стран составляет от 22 до 85 %. В России сжиженный природный газ в промышленных масштабах не производится. Однако для обеспечения энергоресурсами районов, в которые невозможно или экономически нецелесообразно проводить трубопроводы, доставка природного газа в жидком виде с последующей газификацией является практически единственно возможным решением.
Объем курса определяется программой дисциплины «Основы технологий производства СПГ» для специальности 070200 «Техника и физика низких температур» специализации 070202 «Установки сжижения и разделения газовых смесей».
Курс базируется на ранее изученных дисциплинах «Термодинамика», «Теплопередача», «Теоретические основы криогенной техники», «Транспортирование жидких криопродуктов», «Основы вакуумной техники», «Криогенные машины» и др. Целью курса является изучение основ построения, расчетов циклов и схем установок сжижения природного газа, систем хранения и транспортирования СПГ, систем газификации СПГ, а также получение необходимых знаний по особенностям конструкций, тепловым и конструктивным расчетам теплообменного оборудования, систем хранения и газификации СПГ.
При работе над отдельными разделами рекомендуется сначала прочитать материал в соответствии с программой и настоящими методическими указаниями, а затем самостоятельно начертить схемы установок и повторить вывод отдельных формул. Для дополнительного контроля усвоения материала в конце каждого раздела приводятся вопросы для самопроверки. Желательно при изучении курса конспектировать отдельные темы.
При изучении курса студенту необходимо выполнить две контрольные работы.
После выполнения предусмотренной планом контрольной работы студент сдает зачет.
Ссылки в тексте относятся к приведенным в методических указаниях литературным источникам.
Изучение начинается с простого ознакомления с масштабами производства и использования СПГ в различных областях народного хозяйства. Особое внимание необходимо уделить современному состоянию криогенной техники для производства, хранения и газификации СПГ как в России, так и за рубежом, а также перспективам развития этого направления.
Литература: [1, 2, 6–9].
Основным компонентом природного газа является метан, содержание которого обычно составляет от 88 до 98 %. Наряду с метаном, в природном
газе содержатся более тяжелые углеводороды, такие, как этан, пропан, бутан, пентан и т. д., а также примеси кислых газов и пары воды, т. е. такие компоненты, которые могут образовывать твердую фазу при низких температурах. Поэтому перед сжижением природного газа его необходимо осушать и очищать от кислых примесей ( СО2, Н2S и т. п.) и высококипящих углеводородов.
Очистка от примесей и осушка являются самостоятельной задачей. В настоящем курсе все термодинамические расчеты установок сжижения ведутся для чистого метана.
Установки сжижения природного газа строятся на основе следующих термодинамических циклов:
– циклы среднего и высокого давления с простым дросселированием;
– циклы среднего и высокого давления с двойным дросселированием;
– циклы среднего и высокого давления с простым дросселированием и предварительным охлаждением;
– циклы с расширением газа в детандере и дросселированием;
– каскадные циклы с использованием чистых хладагентов (классические каскадные циклы);
– каскадные циклы с использованием смешанных хладагентов (однопоточные каскадные циклы);
– циклы, использующие вихревые трубы, работающие на основе эффекта Ранка–Хилша.
Термодинамический цикл установок выбирают в зависимости от назначения установки, ее производительности, параметров исходного газа (давления, температуры, состава), требований к сжиженному природному газу, его составу, давлению и температуре.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.