Thiết bị LNG, các thiết bị trong ngành công nghiệp khí tự nhiên hóa lỏng

Khí tự nhiên hóa lỏng được mệnh danh là loại khí cho tương lai với nhiều ưu điểm vượt trội trong vận chuyển. Nhưng để có sản phẩm này khí tự nhiên cần công nghệ hóa lỏng với nhiều công đoạn từ hóa lỏng khí tự nhiên cho đến tái khí hóa để cung cấp cho người tiêu dùng đầu cuối và các thiết bị chuyên dụng.

Vậy các thiết bị khí tự nhiên hóa lỏng (thiết bị LNG) là thiết bị như thế nào, tất cả sẽ được cung cấp trong bài viết dưới đây.

Khí tự nhiên hóa lỏng là gì?

LNG ((Liquefied Natural Gas hay Khí tự nhiên hóa lỏng) dùng để chỉ khí tự nhiên được chuyển hóa thành dạng lỏng. Khí tự nhiên hóa lỏng hay còn được gọi là chất lỏng “đông lạnh”, để chuyển chất khí chuyển sang trạng thái lỏng cần làm lạnh ở nhiệt độ -160°C ở áp suất khí quyển. Đây là nhiên liệu hóa thạch đốt sạch nhất giúp giảm lượng CO2 và loại bỏ lượng khí thải SO2 và các hạt dạng hạt.

Quá trình hóa lỏng sẽ giúp ngưng tụ khí tự nhiên thành LNG bằng cách làm thể tích khí tự nhiên giảm đi gần 600 lần trong cùng một giá trị nhiệt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển bằng đường biển. LNG là một chất lỏng không mùi, không màu, không ăn mòn và không độc hại, khí metan chiếm hơn 90% trong thành phần của LNG.

Khí tự nhiên hóa lỏng có ưu điểm tuyệt vời khi dễ dàng vận chuyển bằng các thiết bị LNG chuyên dụng mà không phụ thuộc vào đường ống dẫn khí trên bờ.

Hóa lỏng khí tự nhiên bằng cách nào?

Hóa lỏng khí tự nhiên cần một dây chuyền LNG có nhiều công đoạn lớn, từ hóa lỏng khí tự nhiên cho đến tái khí hóa để cung cấp cho người tiêu dùng đầu cuối.

Sau khi khai thác, khí tự nhiên được vận chuyển bằng đường ống, từ mỏ khai thác đến nhà máy hóa lỏng, nhà máy này thường được xây dựng gần bờ biển và bến cảng.

Việc hóa lỏng khí tự nhiên trải qua 4 bước: tinh chế, khử nước, làm lạnh sơ bộ và hóa lỏng.

Chi tiết công đoạn hóa lỏng khí tự nhiên

Tinh chế: Công đoạn này có tác dụng lọc khí tự nhiên khỏi các loại khí: carbon dioxide (CO2), hydro sunfua (H2S) và những tạp chất lưu huỳnh khác .

Khử nước: Việc tách nước khỏi khí tự nhiên giúp ngăn chặn sự hình thành khi metan hydrat và việc tắc nghẽn bộ trao đổi nhiệt lạnh. Trải qua công đoạn này khí tự nhiên gần như chỉ còn khí metan tinh khiết.

Làm lạnh sơ bộ: Trước khi đưa vào hóa lỏng, khí tự nhiên được làm lạnh ở nhiệt độ gần -30°C. Quá trình này sẽ cô lập những hydrocacbon nặng hơn, cũng như LPG (khí dầu mỏ hóa lỏng; gồm propan và butan). Những hợp chất này có thể được bán làm nguyên liệu hóa dầu hoặc làm nhiên liệu.

Hóa lỏng: Ở đây khí tự nhiên được làm lạnh ở áp suất không đổi rồi làm giãn nở, hoạt động này được lặp lại 2-3 lần trong các trụ làm lạnh. Qua đó, khí sẽ được làm lạnh xuống nhiệt độ gần -160°C, khí chuyển sang trạng thái lỏng ở áp suất khí quyển.

Cuối cùng, chất làm lạnh đi vào thiết bị bay hơi : đây là bước cung cấp khả năng làm mát. Quạt buộc khí tự nhiên chảy qua thiết bị bay hơi và nhiệt của nó được chất làm lạnh hấp thụ và dần dần chuyển trở lại thành khí. Chất làm lạnh sau đó được gửi trở lại máy nén nơi quá trình bắt đầu lại.

Sau khi hóa lỏng, LNG sẽ được đưa đến các kho chứa chuyên dụng và lưu trữ ở áp suất khí quyển. LNG được vận chuyển dễ dàng bằng tàu chuyên chở LNG – con tàu được thiết kế đặc biệt để đảm bảo bảo quản tốt chất lỏng này. Khi có nhu cầu tiêu thụ, LNG sẽ được tái khí để sử dụng.

Các thiết bị Khí Lng

Ở mỗi công đoạn từ hóa lỏng – lưu trữ – vận chuyển – tiêu thụ đều cần sử dụng các thiết bị LNG được thiết kế chuyên dụng từ các chi tiết nhỏ như đầu van, ống dẫn cho đến các bồn chứa…

Một số thiết bị LNG nổi bật như:

Hệ thống đường ống vận chuyển

Có 3 loại hệ thống đường ống vận chuyển chính

• Hệ thống thu gom
• Hệ thống truyền tải 
• Hệ thống phân phối

Hệ thống thu gom làm nhiệm vụ thu gom khó tự nhiên thô từ các giếng sản xuất. 

Hệ thống truyền tải có nhiệm vụ truyền tải vận chuyển khí đốt tự nhiên về các khu vực tiêu thụ.

Hệ thống phân phối có nhiệm vụ truyền tải đưa khí tự nhiên tới tận tay doanh nghiệp, cá nhân, đơn vị sử dụng một cách dễ dàng nhất.

Đường ống được sử dụng trong hệ thống đường ống dẫn khí đốt tự nhiên có thể có kích thước đường kính từ 2 inch đến 42 inch; đường ống dẫn khí thường có đường kính từ ½ inch đến 2 inch. Hệ thống đường ống thu gom và truyền tải khí tự nhiên được xây dựng từ ống thép. ( nguồn https://primis.phmsa.dot.gov/comm/NaturalGasPipelineSystems.htm)

Tuy nhiên, hệ thống phân phối khí tự nhiên đã được xây dựng từ nhiều vật liệu khác nhau bao gồm gang , thép, đồng và ống nhựa. Ống nhựa được lắp đặt phổ biến nhất hiện nay cho hệ thống phân phối gas. 

Xe chuyên vận chuyển LNG

Hệ thống các xe bồn đa dạng ở trạng thái lỏng có sức chứa 15.000 Sm3, 20.000 Sm3, 25.000 Sm3 và 30.000 Sm3 khí với áp suất làm việc 8 barg, là phương tiện chuyên chở LNG đến nhà máy khách hàng.

Thiết bị tái hóa khí LNG

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà khách hàng được lắp đặt hệ thống tái hóa khí bao gồm bồn chứa LNG và các thiết bị tái hóa khí với áp suất làm việc khoảng 8 barg để đưa LNG về trạng thái khí tự nhiên cung cấp cho khách hàng.

Bộ điều chỉnh áp suất LNG

Bộ điều chỉnh áp suất LNG có tác dụng điều chỉnh áp suất của khí và chất lỏng đến mức thích hợp. Bộ điều chỉnh này có thể được sử dụng như một thiết bị tích hợp cho chất lỏng và khí, bao gồm cài đặt áp suất, cảm biến và bộ hạn chế, tất cả trong một thân máy.

Chức năng chính của bộ điều chỉnh áp suất là kiểm soát dòng khí qua bộ điều chỉnh đến giá trị mong muốn trong khi duy trì áp suất đầu ra liên tục. Trong khi lưu lượng tải giảm thì lưu lượng của bộ điều chỉnh áp suất cũng sẽ giảm. Ngược lại, trong khi lưu lượng tải tăng lên, lưu lượng điều chỉnh tăng lên để duy trì áp suất được kiểm soát do thiếu khí trong hệ thống áp suất.

Hệ thống điều chỉnh áp suất bao gồm van ngắt khẩn cấp, bộ trao đổi nhiệt nhiều tầng, bộ điều chỉnh áp suất nhiều tầng, van giảm áp, đồng hồ đo lưu lượng thông minh, van bypass và hệ thống điều khiển…

Máy hóa hơi không khí xung quanh

Máy hóa hơi không khí xung quanh là bộ trao đổi nhiệt tương đối làm bay hơi khí hóa lỏng bằng cách sử dụng nhiệt hấp thụ từ không khí xung quanh. Khí lỏng đi qua đường dẫn là các ống được nối với nhau và gấp khúc tạo thành các đường ống song song.

Chức năng của máy hóa hơi không khí xung quanh LNG là chuyển đổi khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) thành khí tự nhiên (NG). Cơ chế truyền nhiệt trong thiết bị hóa hơi là truyền nhiệt đối lưu không khí xung quanh để làm nóng LNG ở trạng thái lỏng chuyển sang trạng thái hơi hoặc khí tự nhiên. Sau đó, khí tự nhiên sẽ được cung cấp cho khách hàng để sử dụng làm nhiên liệu trong các nhà máy công nghiệp hoặc nhà máy điện. Máy hóa hơi không khí xung quanh là thiết bị tiết kiệm chi phí nhất để làm bay hơi hoặc tái khí hóa chất lỏng đông lạnh.

Bồn chứa LNG ISO

Bồn chứa LNG ISO là sự lựa chọn hoàn hảo của bạn để vận chuyển LNG trên toàn thế giới. Bồn chứa LNG ISO có nhiều tính năng tùy chỉnh. Chúng được thiết kế với chiều dài 20 feet và 40 feet, được thiết kế đặc biệt để dễ dàng vận chuyển đi khắp thế giới.

Bồn chứa LNG ISO được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia để tối ưu hóa chuỗi cung ứng năng lượng và lưu trữ khí tự nhiên hóa lỏng ở khu vực thành thị và nông thôn. Bồn chứa giúp đảm bảo và vận chuyển LNG dễ dàng.

Trên đây là một trong nhiều thông tin về các thiết bị khí Lng được CNCD Việt Nam cung cấp. Hi vọng quý khách có thêm nhiều thông tin bổ ích qua bài viết này

Mọi thông tin xin liên hệ

Thông Tin Liên Hệ

Công ty TNHH Thiết bị Khí CNCD Việt Nam