नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण ही एक कमी तापमानाची प्रक्रिया आहे. शुद्ध केलेला कच्चा नैसर्गिक वायू कमी तापमानात थंड करण्यासाठी, संघनन आणि अतिशीतलीकरणासाठी उष्णता विनिमयकामध्ये (हीट एक्सचेंजर) प्रवेश करतो, – 160 ~ 165 ℃ तापमानावर त्याचे थ्रॉटलिंग आणि दाब कमी केला जातो, आणि तो एलएनजी (LNG) साठवण टाकीमध्ये प्रवेश करतो.
नैसर्गिक वायूचे शीतलीकरण, संघनन आणि अधःशीतलीकरण यांमधील उष्णता आणि तापमान यांचा संबंध खालीलप्रमाणे आहे:
१) रेफ्रिजरेशन सायकलचे प्रकार
नैसर्गिक वायूचे द्रवीकरण करण्यासाठी, नैसर्गिक वायू थंड करण्याच्या, संघनन आणि अतिशीत करण्याच्या प्रक्रियेतील उष्णता काढून टाकणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, त्या उष्णतेची देवाणघेवाण करण्यासाठी संबंधित शीतलन क्षमतेची आवश्यकता असते.
द्रवीकरण प्रक्रियेमध्ये बसवलेल्या प्रशीतन प्रणालीचा उद्देश उष्णता विनिमयकामध्ये थंड आणि उष्ण प्रवाहातील तापमानाचा किमान फरक साधणे हा असतो, जेणेकरून उच्च प्रशीतन कार्यक्षमता प्राप्त होईल.
नैसर्गिक वायू द्रवीकरणासाठीची प्रशीतन प्रणाली अत्यंत प्रगत आहे आणि सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या प्रक्रियांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश होतो:
स्टेप रेफ्रिजरेशन सायकल
मिश्र रेफ्रिजरंट प्रशीतन चक्र
प्रीकूलिंगसह मिश्र रेफ्रिजरंट रेफ्रिजरेशन सायकल
विस्तार यंत्रणा शीत चक्र
२) टप्प्याटप्प्याने प्रशीतन चक्र
स्टेप रेफ्रिजरेशन सायकलचा वापर सर्वप्रथम १९३९ मध्ये द्रवीकृत नैसर्गिक वायू उत्पादनांसाठी करण्यात आला. अमेरिकेतील क्लीव्हलँड येथे, पहिल्या आणि दुसऱ्या टप्प्याचे रेफ्रिजरंट म्हणून NH3 आणि C2H4 वापरून ते स्थापित करण्यात आले.
पहिल्या टप्प्यात, प्रोपेन किंवा फ्रिऑनचा रेफ्रिजरंट म्हणून वापर केला जातो. शुद्ध केलेला नैसर्गिक वायू प्रोपेन किंवा फ्रिऑन कूलरमध्ये – ३५ ~ – ४० ℃ पर्यंत थंड केला जातो. पेंटेनच्या वरील जड हायड्रोकार्बन्स वेगळे केल्यानंतर, तो थंड करण्यासाठी दुसऱ्या टप्प्यात प्रवेश करतो. प्रोपेन कूलरमधून बाष्पीभवन झालेल्या प्रोपेन वायूवर कंप्रेसरद्वारे दाब दिला जातो, वॉटर कूलरद्वारे थंड झाल्यावर त्याचे पुन्हा द्रवीकरण केले जाते आणि तो प्रोपेन कूलरमध्ये परत पाठवला जातो.
दुसऱ्या टप्प्यात, इथेन किंवा इथिलीनचा रेफ्रिजरंट म्हणून वापर केला जातो, आणि नैसर्गिक वायूला दुसऱ्या टप्प्यात – ९० ~ – १०० ℃ पर्यंत थंड करून थंड करण्यासाठी तिसऱ्या टप्प्यात द्रवरूप केले जाते. दाब देऊन आणि पाण्याने थंड केल्यानंतर, इथेन किंवा इथिलीन कूलरमधून बाष्पीभवन झालेला वायू प्रोपेन कूलरमध्ये थंड करून द्रवरूप केला जातो आणि पुन्हा इथेन किंवा इथिलीन कूलरमध्ये पाठवला जातो.
तिसऱ्या टप्प्यात, मिथेनचा वापर रेफ्रिजरंट म्हणून केला जातो. द्रवीकृत नैसर्गिक वायू मिथेन कूलरमध्ये – 150 ~ – 160 ℃ पर्यंत उपशीतित केला जातो आणि नंतर थ्रॉटल व्हॉल्व्हद्वारे त्याचा दाब कमी केला जातो. तापमान – 162 ℃ पर्यंत खाली आल्यानंतर, तो एलएनजी साठवण टाकीमध्ये पंप केला जातो. मिथेन कूलरमधून बाष्पीभवन झालेल्या वायूवर दाब देऊन त्याला पाण्याने थंड केले जाते, प्रोपेन कूलरमध्ये थंड केले जाते, इथेन किंवा इथिलीन कूलरमध्ये त्याचे द्रवीकरण केले जाते आणि पुन्हा मिथेन कूलरमध्ये पाठवले जाते.
क्लासिकल स्टेप रेफ्रिजरेशन सायकलमध्ये अनेक तुलनेने स्वतंत्र आणि एकमेकांशी जोडलेले कूलिंग टप्पे समाविष्ट असतात. रेफ्रिजरंट सामान्यतः मल्टी-स्टेज कंप्रेसरद्वारे संकुचित केला जात असल्यामुळे, प्रत्येक कूलिंग टप्प्यात, नैसर्गिक वायूला थंड करण्यासाठी रेफ्रिजरंट अनेक दाबांखाली बाष्पीभवन पावतो आणि अनेक तापमान स्तरांमध्ये विभागला जातो, आणि प्रत्येक दाबाखाली बाष्पीभवन पावलेला रेफ्रिजरंट संकुचित करण्यासाठी संबंधित कंप्रेसर टप्प्यात प्रवेश करतो. प्रत्येक कूलिंग टप्प्यात, फक्त रेफ्रिजरंट वेगळा असतो आणि कार्यप्रक्रिया मूलतः सारखीच असते.
स्टेप रेफ्रिजरेशन सायकलचे फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:
① कमी ऊर्जा वापर;
२) रेफ्रिजरंट शुद्ध आहे आणि त्यात प्रमाणाची कोणतीही समस्या नाही;
③ प्रगत तंत्रज्ञान आणि स्थिर कार्यप्रणाली
स्टेप रेफ्रिजरेशन सायकलचे तोटे खालीलप्रमाणे आहेत:
① अनेक घटक आहेत आणि प्रक्रिया गुंतागुंतीची आहे;
2.9 सहायक उपकरणे भरपूर आहेत, आणि विविध प्रकारचे शीतलक तयार करण्यासाठी व साठवण्यासाठी विशेष उपकरणे असली पाहिजेत;
③ पाईपलाईन आणि नियंत्रण प्रणाली गुंतागुंतीची असून त्यांची देखभाल करणे गैरसोयीचे आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: २६ सप्टेंबर २०२१