[发明专利]一种海洋天然气平台的多功能节能系统

说明书

本发明提供了一种海洋天然气平台的多功能节能系统，包括太阳能光伏系统、膜蒸馏装置、液化气罐、汽化器和预混箱；所述液化气罐通过泵送系统与汽化器连通；所述太阳能光伏系统利用太阳能将含有磁性纳米颗粒与工质的海水加热后输入膜蒸馏装置；所述膜蒸馏装置的气体出口通过第一换能设备后输入汽化器的换热管路；所述膜蒸馏装置的液体出口与浓海水处理箱连通，所述浓海水处理箱用于从浓海水中分离磁性纳米颗粒和工质；所述预混箱与太阳能光伏系统连通，分离出的磁性纳米颗粒与工质和海水分别输入所述预混箱内。本发明通过利用太阳能加热混合海水并转换为液体淡水，并收集过程中的多余能量转换为电能。

技术领域

本发明涉及海洋石油领域，特别涉及一种海洋天然气平台的多功能节能系统。

背景技术

海洋天然气平台是中国石油工业的重要组成部分，随着不断加大海洋油气的开发力度，海洋油气产量逐渐成为中国油气产量的重要来源。海洋平台是海洋油气开发的重要装备。液化天然气的主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源，无色、无味、无毒、无腐蚀性。

LNG为低温深冷介质，低温可达-162℃以下，它的气化是一个吸热过程，需提供大量的热量。LNG气化器主要有空浴式、水浴式、开架式、中间介质式和浸没燃烧式，前二者用于小规模卫星站的气化设施(50t/h以下)，后三种为大型LNG接收站常见的类型，气化能力都在100t/h以上。而现有海洋平台上均设有海水淡化设备，但是海水淡化设备、液化设备都相互独立，导致海水淡化过程中和液化过程中的多余能量无法及时回收，导致利用率降低。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种海洋天然气平台的多功能节能系统，通过利用太阳能加热含有磁性纳米颗粒、工质和海水混合，利用膜蒸馏装置产生的水蒸气，水蒸气可以产生电能，并转换为液体淡水，液体淡水可以用来输入汽化器中使液态天然气汽化。而工质和磁性纳米颗粒可以重复使用节约资源。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种海洋天然气平台的多功能节能系统，包括太阳能光伏系统、膜蒸馏装置、液化气罐、汽化器和预混箱；

所述液化气罐用于储存液态天然气，所述液化气罐通过泵送系统与汽化器连通，通过汽化器使液态天然气转变为气体天然气；所述太阳能光伏系统利用太阳能将含有磁性纳米颗粒与工质的海水加热后输入膜蒸馏装置，用于分离水蒸气；所述膜蒸馏装置的气体出口通过第一换能设备后输入汽化器的换热管路；

所述膜蒸馏装置的液体出口与浓海水处理箱连通，所述浓海水处理箱用于从浓海水中分离磁性纳米颗粒和工质；所述预混箱与太阳能光伏系统连通，分离出的磁性纳米颗粒与工质和海水分别输入所述预混箱内。

进一步，所述太阳能光伏系统包括分频流道、空气流道、太阳能电池组件和冷却流道；所述分频流道与冷却流道连通；所述分频流道两侧设有高透过玻璃盖板，所述太阳能电池组件设置在所述空气流道和冷却流道之间，所述太阳能电池组件可吸收部分波段的太阳辐射用于发电，所述高透过玻璃盖板与太阳能电池组件之间设有空气流道；含有磁性纳米颗粒和工质的海水输入冷却流道，通过吸收剩余波段的太阳辐射，用于加热蒸发海水；所述分频流道出口与膜蒸馏装置连通，用于分离水蒸气；所述预混箱与冷却流道连通。

进一步，所述膜蒸馏装置包括料液流道、蒸汽透过膜和蒸汽流道；所述蒸汽流道通过第一换能设备与汽化器的换热管路连通；所述料液流道进口与分频流道连通；料液流道与蒸汽流道之间安装蒸汽透过膜，用于分离水蒸气；所述料液流道内剩余的含有磁性纳米颗粒和工质的浓海水输入浓海水处理箱中。

进一步，所述磁性纳米颗粒材质为四氧化三铁纳米颗粒；所述工质的沸点大于水。

进一步，所述蒸汽透过膜为聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜。

进一步，所述高透过玻璃盖板为石英玻璃或硼硅酸盐玻璃，所述冷却流道底部设有保温层。