Comparative Study between liquid natural gas regasification systems

Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre quatro sistemas de regaseificação de gás natural líquido. Os sistemas de regaseificação baseados em trocas térmicas com água do mar e com produtos de combustão de gás natural, utilizados industrialmente, são apresentados e discutidos. Outros dois sistemas alternativos são apresentados, um deles composto por um ciclo de Rankine orgânico e outro recuperando o calor de gases de combustão de outros processos. O parâmetro de comparação entre os sistemas foi estabelecido pela massa de GNL regaseificada, considerada fixa e igual a 1 kg/s. O equacionamento dos trocadores de calor através do método da média logarítmica de diferença de temperatura é solucionado e os resultados do dimensionamento dos equipamentos são apresentados. É apresentada uma avaliação de consumo energético e de emissões atmosféricas decorrentes da operação de cada sistema, demonstrando que os dois sistemas alternativos constituem uma solução mais adequada ambientalmente. Uma análise de sensibilidade de cada sistema à variação da temperatura da corrente quente é realizada. Os resultados obtidos mostram que o sistema proposto neste trabalho emite 7,639 quilogramas de CO2 por hora de operação, enquanto que o sistema de regaseificação mais utilizado, que utiliza combustão de gás natural, emite mais de 143 quilogramas de CO2 por hora. Conclui-se que os sistemas alternativos são, à primeira vista, viáveis tecnicamente.This work presents a comparative study between four liquid natural gas regasification systems. Two systems currently in use, which uses sea water and NG combustion as heat sources, are presented and their main caracteristics are described. Two alternative systems are explained, one that incorporates an organic Rankine cycle and another one, proposed on this work, that uses heat recovered from flue gas. The parameter of comparision between systems is the mass flow of LNG, considered as 1kg/s. A numerical modeling of heat exchangers is carried out using the log mean temperature difference method. The resulting equation set is solved and the results are presented. A evaluation of energy consumption and atmospheric emissions resulting from each system is shown, proving that the two alternative system are more environmentally friendly. A sensibility analysis of each system in respect of the inlet temperature of the hot stream is carried out. The system proposed in this work produces 7.639 kilograms of CO2 per hour while the most applied regasification system, which uses NG combustion as heat source, emits more than 143 kilograms of CO2 per hour. The conclusions indicate that the alternative systems are, at the first evaluation, technically viable