Existen varios métodos principales para comprimir gas natural:
1. Compresión mecánica
La compresión mecánica es uno de los métodos de compresión de gas natural más utilizados. Se utiliza un compresor para comprimir el gas a una determinada presión. Los métodos de compresión mecánica más utilizados son el centrífugo, el de flujo axial, el de tornillo, etc.
Compresor centrífugo: utiliza un impulsor giratorio para realizar trabajo sobre el gas, permitiendo que éste gane energía y así aumente su presión. Los compresores centrífugos tienen las ventajas de gran caudal, alta eficiencia y funcionamiento suave, y son adecuados para la compresión de gas natural continua y a gran escala.
Compresor de flujo axial: comprime el gas a través de paletas de flujo axial, con características de estructura simple, tamaño pequeño y peso ligero. El compresor de flujo axial es adecuado para la compresión de gas natural de tamaño pequeño y mediano.
Compresor de tornillo: comprime el gas a través de dos tornillos entrelazados y tiene las ventajas de una alta eficiencia, un funcionamiento suave y un bajo nivel de ruido. Los compresores de tornillo se pueden utilizar en equipos de compresión de gas natural de varios tamaños.
2. Compresión en cascada de líquidos
La compresión en cascada de líquido es un método de compresión para gas natural licuado (GNL) y se utiliza comúnmente en contenedores de gas licuado. El principio es utilizar las características de absorción y liberación de calor del gas para transferir el líquido refrigerante al contenedor de GNL y luego comprimirlo y recuperarlo. Aunque la compresión en cascada de líquidos es más costosa, tiene las características de una alta relación de compresión y una alta eficiencia energética.
3. Compresión por separación de membranas
La compresión por separación de membranas es un método altamente eficiente de compresión de gas natural que utiliza membranas especialmente diseñadas para separar y comprimir el gas. La compresión por separación de membrana se utiliza comúnmente para la compresión de gas natural a alta presión, incluida la separación por membrana tradicional y la separación por membrana de flujo torcido (TD). Este método tiene las ventajas de simplicidad, ahorro de energía y ausencia de contaminación, y es especialmente adecuado para pequeños equipos de compresión de gas natural.
4. Otros métodos
Además de los tres métodos principales de compresión de gas natural mencionados anteriormente, también existen métodos como la adsorción, la absorción química y la absorción física. La elección de estos métodos depende de factores como la composición, la presión, la temperatura y el propósito de la recuperación. El gas natural.
En resumen, existen muchos métodos para comprimir el gas natural, cada uno con sus propias ventajas y ámbitos de aplicación. En la práctica, es necesario seleccionar un método adecuado para la compresión y recuperación en función de las circunstancias específicas. Al mismo tiempo, a medida que la tecnología continúa avanzando y los costos disminuyen, es posible que en el futuro surjan métodos de compresión de gas natural más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
Existen diferencias significativas en muchos aspectos entre los métodos de compresión mecánica, compresión en cascada de líquidos y compresión por separación con membranas en la compresión de gas natural. A continuación se presenta una comparación detallada de estos tres métodos:
Compresión mecánica:
Este método comprime el gas natural a la presión requerida a través de un compresor. La compresión mecánica es fácil de operar y tiene amplia aplicabilidad, y puede manejar necesidades de compresión de gas natural de varios tamaños y tipos. Su relación de compresión es relativamente grande, generalmente alcanza más de 20 veces, y es adecuada para muchos campos, como refrigeración, presurización de gas y transporte de gas. Sin embargo, la compresión mecánica consume mucha energía y el costo de mantenimiento del equipo también puede aumentar debido al funcionamiento a largo plazo y al desgaste.
Compresión en cascada líquida:
La compresión en cascada de líquido utiliza principalmente las características de absorción y liberación de calor del gas para comprimir el gas natural enfriando el líquido. Este método puede lograr una gran relación de compresión y tiene una alta eficiencia energética. Sin embargo, la compresión en cascada de líquidos es relativamente costosa y requiere sistemas de enfriamiento y equipos complejos para respaldar su funcionamiento. Además, este método también puede ser más complejo en términos de mantenimiento, requiriendo inspección y mantenimiento regulares del sistema de enfriamiento para garantizar que funciona correctamente.
Compresión por separación de membranas:
La compresión por separación de membranas utiliza membranas especialmente diseñadas para separar y comprimir gases. Este método tiene las ventajas de una operación simple, ahorro de energía y ausencia de contaminación, y es particularmente adecuado para la compresión de gas natural a alta presión y ocasiones que requieren una compresión eficiente y sin contaminación. Sin embargo, el coste y la dificultad técnica de la compresión por separación de membrana son relativamente altos. Las membranas tienen una resistencia limitada, pueden tener una vida útil corta y se ensucian fácilmente, lo que afecta la eficiencia de separación. Por lo tanto, al elegir este método se deben tener en cuenta la relación coste-eficacia, la viabilidad técnica y los requisitos de mantenimiento.
En resumen, cada método de compresión de gas natural tiene sus propias ventajas y limitaciones únicas. En aplicaciones prácticas, es necesario seleccionar un método de compresión adecuado en función del escenario de aplicación específico, el presupuesto de costos, los requisitos de eficiencia y los requisitos de mantenimiento. Por ejemplo, cuando se necesita procesar una gran cantidad de gas natural y se cumplen ciertos requisitos de costos, la compresión mecánica puede ser una opción más apropiada; cuando se requiere una compresión eficiente y libre de contaminación, la compresión por separación de membrana puede ser más ventajosa; para gas licuado Contenedores de gas y licuados Para escenarios de aplicación específicos, como la compresión de gas natural (GNL), la compresión en cascada de líquido puede ser más apropiada.
En la compresión de gas natural, es difícil determinar qué método tiene el menor costo porque depende de muchos factores como el costo de compra del equipo, el costo de operación, el costo de mantenimiento, la eficiencia energética, etc. Pero, en general, la compresión mecánica (especialmente los compresores centrífugos o axiales) puede tener una ventaja relativa en términos de costo.
Ventajas económicas de la compresión mecánica:
Costo de adquisición de equipos: Los compresores mecánicos, especialmente los centrífugos y axiales, tienen tecnología madura y son ampliamente utilizados en el mercado, por lo que su costo de adquisición de equipos puede ser relativamente bajo. Además, estos dispositivos generalmente tienen alta confiabilidad y durabilidad y pueden funcionar de manera estable durante mucho tiempo, reduciendo así la frecuencia de reemplazo y mantenimiento del equipo.
Costos de operación: Aunque los compresores mecánicos requieren una cierta cantidad de energía para funcionar, pueden ser más eficientes energéticamente que otros métodos como la compresión en cascada de líquidos y la compresión con separación de membrana. Esto significa que para la misma potencia de compresión, un compresor mecánico puede consumir menos energía, reduciendo así los costos operativos.
Costos de mantenimiento: Los compresores mecánicos son relativamente simples de mantener y generalmente solo requieren inspección periódica y el reemplazo de piezas desgastadas. En comparación con otros métodos, los costos de mantenimiento pueden ser menores porque no se requieren sistemas de enfriamiento complejos ni reemplazo periódico de materiales de membrana.
Consideraciones de costos para otros métodos:
Compresión en cascada de líquidos: si bien este método puede lograr altos índices de compresión y eficiencia energética, generalmente es más costoso. Esto se debe principalmente a la necesidad de sistemas y equipos de refrigeración complejos para apoyar su funcionamiento, así como a los costes de mantenimiento regulares.
Compresión de separación de membrana: Debido al costo relativamente alto de los materiales de la membrana y la dificultad técnica, el costo de la compresión de separación de membrana puede ser alto. Además, la membrana tiene una resistencia limitada, puede tener una vida útil corta y se ensucia fácilmente, lo que afecta la eficiencia de separación y aumenta aún más los costos de mantenimiento.
en conclusión:
Desde una perspectiva de costos, la compresión mecánica (particularmente los compresores centrífugos o axiales) puede tener una ventaja relativa entre los métodos de compresión de gas natural. Pero es importante tener en cuenta que el costo no es el único factor a considerar. Al seleccionar un método de compresión de gas natural, también se deben considerar varios aspectos, incluida la confiabilidad del equipo, la durabilidad, la eficiencia energética y los requisitos de mantenimiento. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, se debe realizar una consideración y selección exhaustivas en función de las circunstancias específicas.
