Fljótandi gerð jarðgass er lághitaferli

Fljótandi gerð jarðgass er lághitaferli. Hreinsaða hráa jarðgasið fer inn í varmaskipti til lághitakælingar, þéttingar og undirkælingar, þrýstir á og lækkar þrýsting við hitastigið –160 ~ 165 ℃ og fer inn í geymslutank fyrir fljótandi jarðgas (LNG).
Sambandið milli hita og hitastigs við kælingu, þéttingu og undirkælingu jarðgass er sem hér segir:
1) Tegundir kælihringrása
Til að gera jarðgas fljótandi verður að fjarlægja varmann sem myndast við kælingu, þéttingu og ofurkælingu jarðgassins, það er að segja, samsvarandi kæligeta þarf að skiptast á við það.
Kælikerfið sem er útbúið í fljótandi ferlinu er ætlað að láta varmaskiptinn ná lágmarks hitastigsmun á kulda- og varmaflæði til að ná fram mikilli kælinýtni.
Kælikerfið fyrir fljótandi jarðgas er mjög þroskað og algengustu aðferðirnar eru meðal annars:
Kælingarhringrás í skrefum
Kælihringrás blandaðs kælimiðils
Kælihringrás með blönduðu kælimiðli og forkælingu
Útþenslukerfi kalt hringrás
2) Þrepa kælingarhringrás
Þrepakælingarferlið var fyrst notað á fljótandi jarðgasafurðir árið 1939. Það var sett upp í Cleveland í Bandaríkjunum og notaði NH3 og C2H4 sem kæliefni á fyrsta og öðru stigi.
Í fyrsta stigi er própan eða freon notað sem kælimiðill. Hreinsaða jarðgasið er kælt niður í –35 ~ – 40 ℃ í própan- eða freonkæli. Eftir að þungu kolvetnin hafa verið aðskilin fyrir ofan pentan fer það í annað stig til kælingar. Própangasið sem gufar upp úr própankælinum er þrýst með þjöppunni, síðan fljótandi eftir kælingu með vatnskælinum og endurunnið í própankælinn.
Í öðru stigi er etan eða etýlen notað sem kælimiðill og jarðgasið er kælt niður í –90 ~ – 100 ℃ í öðru stigi og fljótandi gert yfir í þriðja stigið til kælingar. Eftir þrýsting og vatnskælingu er gasið sem gufar upp úr etan- eða etýlenkælinum kælt og fljótandi gert í própankæli og endurunnið í etan- eða etýlenkæli.
Í þriðja stigi er metan notað sem kælimiðill. Fljótandi jarðgasið er undirkælt niður í –150 ~ –160 ℃ í metankælinum og síðan þrýstingslækkað í gegnum inngjöfarlokann. Eftir að hitastigið hefur lækkað niður í –162 ℃ er það dælt í geymslutank fyrir fljótandi jarðgas (LNG). Gasið sem gufar upp úr metankælinum er þrýst og vatnskælt, kælt í própankælinum, fljótandi í etan- eða etýlenkælinum og endurunnið í metankælinn.
Hefðbundin kælihringrás í þrepum felur í sér nokkur tiltölulega óháð og tengd kælistig. Þar sem kælimiðillinn er almennt þjappaður með fjölþrepaþjöppu, getur kælimiðillinn í hverju kælistigi gufað upp undir nokkrum þrýstingi og verið skipt í nokkur hitastig til að kæla jarðgasið, og kælimiðillinn sem gufar upp undir hverjum þrýstingi fer inn í samsvarandi þjöppustig til þjöppunar. Í hverju kælistigi er aðeins kælimiðillinn ólíkur og rekstrarferlið er í grundvallaratriðum svipað.
Kostir þrepakælingarhringrásar eru:
① Lítil orkunotkun;
② Kælimiðillinn er hreinn og hefur engin vandamál með hlutfallsstillingu;
③ Þroskuð tækni og stöðugur rekstur
Ókostirnir við þrepakælingu eru:
① Það eru margar einingar og ferlið er flókið;
② Það er mikill aukabúnaður og það ætti að vera búnaður sem sérhæfir sig í framleiðslu og geymslu á ýmsum kælimiðlum;
③ Leiðslan og stjórnkerfið eru flókin og óþægileg í viðhaldi