面向沼气液化低温环境的类复叠式制冷循环工艺开题报告

全文总字数：566字

1. 研究目的与意义

能源的可持续发展是国民经济的重要支柱，开发和利用新兴能源，提高资源综合利用效率，是我国未来能源开发的方向。分析目前国家的资源配置、可持续发展对环境保护意识的要求，不难看出，天然气、沼气等洁净能源的开发利用正在并将逐渐成为中国能源业的重要组成。沼气中甲烷含量约为50%～70%，二氧化碳次之，其余几种气体的含量很低。天然的沼气是一种低热值气体，使用极其有限，一些国家或地区现行生产的沼气主要用于改良的锅炉及发动机产热或发电，作为能源供当地用户消费。而国内许多养殖场在无害化处理三废时，生产出的大量沼气，除少部分用做养殖场本身的照明、生活燃料外，其余大部分因难以囤积，只能任其散发在空中，造成了巨大的浪费和污染。

同时,我国是天然气缺乏的国家，而沼气尤其是农业沼气却很充足。对沼气液化技术的研究，有利于我们对沼气这一新兴能源的利用，也能提高农业方面的收入。因此，对沼气液化技术的研究有着非常好的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

沼气液化也可以认为是天然气液化的一种。天然气液化这一技术到如今，已经发展出很多种类。国内外都有很多研究。其中已经发展成熟的主要有三种，分别为：复叠式制冷工艺、膨胀制冷工艺和混合制冷工艺。

复叠式液化流程是最早应用于液化天然气的工艺流程，从20世纪60年代开始广泛应用于基本负荷型天然气液化装置。它一般由丙烷、乙稀和甲烷为制冷剂的3个单独的制冷系统串连组成，每个系统均有一套压缩机组。这种技术下，制冷系统与天然气液化系统相互独立，相互影响小且系统操作稳定好。但是设备投资成本高、流程复杂，管道与控制系统复杂，维护不便。

此外膨胀制冷循环工艺也是如今广泛应用的一种。它是采用透平膨胀机进行等熵膨胀而达到降温目的的过程。根据制冷剂的不同，膨胀制冷剂的不同，膨胀制冷循环分为天然气膨胀制冷工艺、氮气膨胀制冷工艺和氮甲烷膨胀制冷工艺。天然气膨胀制冷循环适用于天然气输送压力较高、而实际使用压力较低，中间需要降压的气源场合。该工艺流程简单，也省去专门生产、运输、储存制冷剂的设备，投资费用少，操作灵活。但该工艺不同获得较低的温度、足够的循环气量和液化率。其他两种拥有更好的效果，但是能耗较高。

3. 研究的基本内容与计划

本论文主要包括以下几个方面的研究内容：一是设计类复叠式制冷循环工艺，二是通过改变制冷剂组成的成分，运用chemcad研究和分析制冷剂数据，模拟混合制冷剂不同组成下在工艺中的数据。

a)查阅资料，完成开题报告。2周

b)完成翻译，了解沼气液化、低温制冷工艺相关知识，并对国内外最新混合制冷工质优化研究进展有一定的了解。2周

4. 研究创新点

无