文章标题：基于LNG冷能梯级利用的混合冷媒CO2液化及冷能再利用循环工艺研究

文章作者：李欣泽1, 2, 谷梓豪1, 2
关 键 字：LNG冷能利用; CO2冷能利用; 冷媒优选; 效率优化; 数值模拟
文章摘要：在能源转型背景下，提升能量利用效率已成为关键任务。当前液化天然气（LNG）气化过程中大量冷能直接释放未得到有效利用，同时CO₂冷能资源化利用率较低，且现有CO₂液化技术多依赖压缩制冷循环，普遍存在能耗高、经济性差的问题。针对上述痛点，本研究提出并论证了一种基于混合冷媒中间换热的LNG冷能CO₂闭式循环液化及载冷供冷工艺。该工艺构建了以CO₂为载冷剂的闭合回路：首先利用LNG冷能，通过优化配比的混合冷媒将气态CO₂液化；随后将液态CO₂输送至下游用户端气化供冷；气化后的CO₂返回LNG站重新液化，最终实现LNG冷能的梯级利用与CO₂的循环载能。研究结果表明：在LNG冷能液化CO₂的环节中，为避免CO₂凝固，需引入中间冷媒开展间接换热；经优化分析，当乙烷/丙烷/正丁烷以8∶1∶1的摩尔比混合，且冷媒流量占CO₂流量的62%时，系统㶲效率的边际提升效果最优，总㶲效率为30.80%。在液态CO₂冷能再利用阶段，选用乙二醇水溶液作为载冷剂，当乙二醇体积浓度为58.4%时系统性能最优。本研究为LNG冷能高效回收与CO₂资源化利用提供了可行的技术路径，对推动低碳协同治理与低能耗碳捕集、利用与封存（CCUS）技术发展具有重要参考价值。