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莆田秀屿港探索工业副产品利用新路径,被排空的高纯氮气,通过879米输气管道直供LNG接收站和粮仓

一座“氮桥”牵“两罐” 循环经济新链条

□报业集团记者 陈汉儿

工人在调节冷能空分装置的阀门开度。杨艳平 摄

10月1日,在莆田秀屿港,一条总长879米的氮气输气管道,将中海石油空气化工产品(福建)有限公司(以下简称“冷能空分公司”)、中储粮莆田直属库、福建LNG接收站等3家企业串联起来。

由此,6座LNG(液态天然气)储罐、86座粮食储罐,这2组看似不搭边的数字,被这根氮气输气管道连成闭环:

LNG气化过程中释放的冷能,经冷能空分(指应用低温冷冻原理从空气中分离出其组分气体的过程)得到高纯液氮;液氮制取环节原本排空的工艺尾气,如今通过管道回供,既变成了LNG接收站的“保护气”,又成为中储粮粮仓的“保粮气”。

在“双碳”目标稳步推进的当下,两个罐子的“牵手”,就此牵出一条企业降损增收、区域低碳减排的循环经济新链条。

冷能变出副产品

LNG储罐与粮仓何以擦出火花?

将视角拉回莆田秀屿港。俯瞰港区,中国海油湄洲湾“绿能港”6座巨大的LNG储罐格外引人注目。这里是我省首座LNG接收站,具备630万吨的年处理能力。在建的7^#储罐是目前国内单罐容量最大的LNG储罐,建成投产后,接收站的LNG储备能力将提升约30%。

事实上,这些LNG储罐背后还蕴藏着另一种清洁能源——冷能。LNG作为超低温液体,气化时需要大量吸热,传统的做法是将LNG通过气化器气化,用海水降温。但这过程中释放的冷能随海水流失,难以实现高效的收集利用。

接收站300米外,冷能空分公司建设的冷能空分装置把大部分原本随海水排走的冷能给重新“捡”了起来。该装置以空气为原材料,经过过滤、压缩、冷却、精馏等工艺,借助管道送来的LNG冷能将空气分离,制取出液氮、液氧和液氩产品。完成气化的LNG,继续经由管廊输回接收站,供向燃气电厂等周边其他用气单位。

作为冷能空分装置生产的主要气体之一,氮气无色无味,是工业上常用的保护气。但在生产过程中,为了抑制液氮储罐因内部液氮气化造成的升压,需在液氮进罐前进行过冷环节。在此过程中,每小时约有2000标方的高纯低温氮气被排空。

“这些氮气纯度高达99.999%以上,于我们而言,这是正常的损耗,但对周边不少企业来说,却是生产环节的刚需。”冷能空分公司副总经理黄胜强说。

打开地图,以冷能空分公司为起点,由北向南分别是中储粮莆田直属库、福建LNG接收站,3家企业位置相邻,LNG管廊环厂而过。中储粮莆田直属库、福建LNG接收站,恰好都是用氮大户。

据介绍,两个“罐子”牵手后,冷能空分公司每年本该被排空的1.23万吨高纯氮气重新有了用武之地,每年可为该公司带去约上百万元的收益。

“保护气”就近供应

近日,装载14万立方米LNG的“绿能瀛”轮缓缓抵达福建LNG码头,巨轮靠稳后,4条长长的卸料臂缓缓伸出,精准对接船身集管。

“嘶——”随着阀门开启,臂管内被快速注入氮气,5分钟后,氮气彻底将管内的空气“赶跑”,完成置换。

“这是LNG接卸作业的关键一步。”福建LNG接收站运行部经理何锋说,空气和天然气混合会变为易燃易爆气体,而氮气是惰性气体,用它进行吹扫置换,才能化解安全风险。

在这里,氮气不只是吹扫气。液化天然气泵犹如LNG接收站的“心脏”,直接为LNG的储运、外输等各个环节提供原料。接收站内20多台气泵以及各处机械臂关节的密封,都要靠氮气“把守”。

“过去外购氮气,成本高不说,运氮槽车进出厂区,至少得两名操作员配合卸载、称重等,额外增加不少作业量。”何锋坦言,接收站一年的氮气用量超1000吨。

如今,高纯氮气从冷能空分公司直供到位,一年可为接收站省下超20万元的采购、运输费用。

“保粮气”降本减损

近日,记者走进中储粮莆田直属库,只见几十座高耸的粮食仓房映入眼帘。

“绿色储粮重在低温低氧,低温氮气恰好都能顾上。”顺着中储粮莆田直属库仓储管理科科长郑国文的手指望去,仓体外部攀着一条银色的管道,源源不断地将低温氮气送入粮仓。

莆田属于亚热带海洋性季风气候,高温高湿天气持续时间长,要想保证储粮的品质,得在粮温控制及气调杀虫上下大投入。

“我们既要让粮食常年保持较低温度,还要利用氮气气调营造低氧环境,延缓粮食品质变化、抑制虫霉发生。”郑国文说。

这么算下来,一年开支不少。86座巨型粮仓,每年要用掉约3000吨氮气;制氮、制冷设备不仅能耗高、运维成本大,还容易造成粮食水分流失。

降本减损,成了企业必须面对的课题。

为此,中储粮莆田直属库与冷能空分公司联合实施技改,建成尾气回收、管线输送、就地利用的全闭环系统。

“低温氮气接入粮库后,智能气调储粮系统实时采集仓内氮气浓度、温湿度,自动调节供气参数,供气流量大、氮气纯度高,用氮效率大幅提升。”郑国文说,不仅如此,有了低温氮气兼作天然冷源,空调开机时长也进一步缩短,储粮更加绿色环保。

他给记者算了笔账:以本月首批氮气直供的6座示范粮仓为例,年可节约能耗及设备维保费用6万余元,一个保管周期粮堆水分损耗降低0.2%,减少粮食损耗64吨,减排二氧化碳76吨。

一条管线,串起多重效益。“下一步,我们将深挖冷能利用潜能,联动周边企业推进冷热资源互补,为区域工业资源集约利用提供支撑。”黄胜强表示。

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