基于水合物的淡化工艺的能量经济性与能量环境分析：该工艺利用液化天然气（LNG）的冷能

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Exergoeconomic and Exergoenvironmental Analyses for a Hydrate-Based Desalination Process Utilizing Liquefied Natural Gas Cold Energy

海水淡化与LNG再气化集成系统通过能量、熵产、经济与环境分析评估，产水705.8m3/h能耗0.36kW/m3，熵产效率70.18%，热交换器H-4经济性最优，S-2最差，海水换热器与LNG泵环境因子差异显著。

　　

摘要

水资源短缺被认为是未来十年全球最严重的问题之一。因此，海水淡化过程可以被视为重要的淡水生产资源。为了实现可持续发展，这些过程需要在能源、经济和环境方面进行评估。本文通过能量分析、熵分析、熵经济分析和熵环境分析，研究了基于水合物的淡化过程与液化天然气再气化技术的集成。在该集成系统中，每小时可生产约705.8立方米的淡水，同时有超过200公斤的液化天然气被再气化。所提出的淡化系统的具体能耗为0.36千瓦/立方米，淡水回收率为60.83%。熵分析结果显示，熵效率和总能量损失率分别为70.18%和37,146.87千瓦。热交换器、分离器和三通管在能量损失中贡献最大；而根据熵经济分析，基于水合物的淡化子系统中，热交换器H-4和分离器CR-1的熵经济因素分别为最高和最低。此外，冷却热交换器H-1和分离器S-2的相对成本差异也分别为最大和最小。熵环境评估表明，海水进料流热交换器和LNG泵的熵环境因素最高和最低。同时，海水进料流热交换器与分离器S-2的相对熵环境影响差异也呈现出最大和最小的值。