首先介紹一下小型LNG液化發展背景，因為天然氣是我們化石能源里面最清潔的一種燃料，在我們國家因為煤使用比較多，污染比較大，所以現在我們國家、世界都是有向天然氣轉型的趨勢，特別是中國，因為我們的天然氣使用的比例比較低，在去年6%，世界平均水平23%、24%，離國際上水平差的比較多，還有對我們國家比較特殊的情況，我們國家有常規的天然氣，比如煤層氣、頁巖氣，這些氣體比較分散，用管道輸送方法不是太經濟，現在通過小型的撬裝式液化技術液化，再通過槽車或者其他運輸方式到各個用戶，這是目前比較方便的方式或者比較經濟的方式，液化天然氣跟氣態有很大差別，體積差了比較多，液化天然氣是氣體的六百分之一，儲存比較小，所以比較容易儲存和運輸，是比較清潔的燃料。
LNG的液化流程大家了解比較多，首先對氣體進行處理，包括二氧化碳、硫化氫、水銀汞等等渣子處理，再液化，最后儲存、運輸、銷售，比較傳統的LNG液化技術主要有兩大類，一類基于截流技術，等焓截流技術，第一種比如階梯式KSK循環，這種流程設計起來比較簡單，但是用多套系統，多套成功值做，另外簡單的混合工質制冷劑工作循環不容易，這種循環的效率也不錯，很高的，另外在這個基礎上又發展了比如說用丙烷乙，因為在混合工質控制上對組分配比降低，同時有了丙烷乙效率更有保證。第二級用混合工質，和丙烷乙差不多，會稍微高一些，但是付出的代價都是因為兩級都是混合工質，組分配比更有講究。
除了截流制冷方式之外，還有膨脹機，這個也可以進行液化工作，這種循環主要在一些小型用了比較多，前面的混合工質在大型撬裝式都可以應用，這幾種流程目前有容量和效率的比較，比如氮氣容量比較簡單，其次是簡單的混合工質截流循環，最后向丙烷乙或者雙工質循環在一個水平上。這一類系統對邊緣地區比如說煤層氣，包括頁巖氣，因為這套系統里面除了冷箱比如壓縮機啟動它，一般還需要內燃機提供動力，所以這個系統在這種應用場合有兩大的機械運動部件，一個是內燃機，另外一個是壓縮機，這兩塊系統里面主要的組成部分。
我們理化組在混合工質這一塊小型撬裝式做了不少工作，我們國內比較小型的天然氣液化，從90年代在國內最新做，當時90年代我們在吉林、四川做過兩個比較小一個500方，一個1000多方，最近10幾年我們圍繞混合工質撬裝式這一塊，國家煤層氣最大專項十一五和十二五支持下做了研究工作，流程的特點主要用丙烷乙，但是在第二級工作這一塊稱之為內覆疊或者自動覆疊不一樣，我們基本用簡單的一次循環不用那么多截流措施來做。因為我們主要針對我們國家邊緣比如煤層氣、頁巖氣來做，所以容量大概在10000方，我們完成了10000方-20000方之間工作，研究完了跟國外對比，包括美國的GTR研究所，包括國內也有幾個，包括英國和挪威，我們這個系統當時測出來的效率還是在報道里面處于最高水平，我們大概用消耗15%左右的氣體可以液化85%，這樣1-2萬方規模已經達到10萬級水平，我們冷卻方式用風能做到。
我們的想法就是在這些邊緣的地方，是通過設備制造，而不是通過大的工程性的氣來收集這些煤層氣或者液化氣，因為在這些地方到開采之后幾年，氣體量逐漸減少，所有的氣體量開采完了我們的設備再運到其他地方，達到撬裝式特點，現在我們從2000立方米到5萬立方米，我們具備的這樣的設計和分層的能力和技術。這是我們有兩套，一個我們最近在陜西晉城煤層氣做的液化裝置，已經開車了，每天4.5萬立方米系統，比較大的車把這個拉走，我們在內蒙一個地區做了系統，是3萬立方米，現在已經開車運行了，運行很好。
今天主要重點給大家介紹一下一種新的制冷方法，我們稱之為熱聲制冷技術，從學術上來說是熱能和壓力波能量的轉換，這種現象分兩種，一個就是稱之為正效應，我們在一個管子封閉的管子里面沖上了氣體，在加熱的情況下，在一定條件下自發會成為非常大的壓力波動，這是正效應，利用這個效應我們可以做進一步做發電，也可以當作壓縮機使用，還有反逆的效應，稱之為制冷效應，比如產生了聲波，比如用熱產生的壓力波聲波，或者用無閥的壓縮機產生的聲波，也可以產生制冷的效應。所以利用這兩種現象，我們目前組合出一種由熱聲發動機制冷機，在這個里面完全沒有擊鍵部件，不像內燃機發電，要起動壓縮機，在這個系統里面這兩個東西完全沒有，有的是換熱器，可管式換熱器，在這個系統里面比如說我們燒一部分氣體，就產生了比較大的壓力工，就是氣體的壓縮和膨脹，主要是控制氣體的往復振蕩，比如振動到另一個低溫低的地方，氣體膨脹的時候產生制冷效應，因為氣體往復動又到原來的位置，如果控制處在壓力升高的時候，自身溫度升高了，把熱量放出來，完成了一個地方吸收熱量，把熱量放在另外一個地方，完成了制冷效應。
我們在這個方面從國家的自然科學基金，包括國家的九七三，包括中科院項目做了基礎工作，在2005年左右我們的系統可以做到液檔溫度，就是零下200多度，是單機循環，我們用了二級，可以做到液氫溫度可以做到零下250度，這種制冷技術比較新，包括美國比較重視，在2000年前后他們公司有考慮用這個技術，用到比如煤層氣、天然氣的液化，比如說我們從煤層氣采一部分燒汽車發動機，另外一部分到制冷的液化氣里面可以液化，當時在2000年之前的駐波發動機，當時做了工作，當時每天液化不是特別大，就是300、400立方米，但是這個系統效率不夠高，當時相當于燒30%才能液化70%，后來做了新的系統，采用新的系統行波者發動機，轉換效率更高，一個是它的功率進一步做大了，到每立方米2000，當時小的裝置可以達到燒15%可以液化85%的水平，他們進一步在2003年，一個公司包括美國一個公司實驗室，包括美國的國家技術研究所，這三個組成了一個研究的團隊，準備做更大相當于每天液化2萬立方米的工作，這個工作最終沒有推進下去，因為當時里面出現了焊接的技術問題，包括這個系統后來隨著我們的發展，這個系統也不夠先進，所以系統沒有最終完成。
這幾年我們在這個基礎上又提出了新的熱聲的制冷技術，跟前面相比，一個它可以多個模塊組成液化系統，另外前面的熱聲系統里面有一個比較大的諧振管，但是在我們提出新的系統里面諧振管非常細，非常好連接和非常好組成，所以這一塊我們在實驗室做了初步的研究，我們的效率實測的效率比傳統高一些，我們對熱聲發動機溫度比較低，150-200度可以啟動這個工作，不用燃燒，甚至余熱把天然氣液化了，所以這個系統有這樣的前景，同時我們對這個東西做了更大功率的設計，這個系統大概就是我們有4個單元的模塊發動機和制冷機，我們對單個單元做，這個系統充氣壓力用氦氣8兆帕，通過我們的設計，從熱轉化成冷的效率可以達到30%，30%是什么概念?目前我們的小型撬裝式液化系統，如果從熱燃料散出它的能量，液化這一塊，效率10%-15%，因為內燃機的效率就是30%多，優效率50%，制冷模塊20%-30%之間。我們新的系統從效率來說可能比現在的混合工質的效率做得更高，我們估計提高10%-20%，在實際系統當中沒有問題，同時新的系統里面也沒有壓縮機、內燃機的大的風險，所以從今后的可能制造成本也會比現有的系統有所降低。
這個就是我們現在也在設計1萬方-5萬方處于設計階段的工作，這個是我們跟混合工質的對比，就是1萬方-5萬方的系統，我們的效率比傳統的高10%-20%，因為沒有壓縮機轉換環境，直接產生升高啟動內燃機，另外成本減少20%，因為沒有內燃機以及大的動力部件，所以它的經濟性也會更好。簡單總結一下，熱聲驅動的新技術，第一個它的完全沒有直接用零部件，可靠性非常高，不需要內燃機和壓縮機動力設備。
第二個就是因為是直接熱能驅動產生的機械工來驅動熱聲制冷部分，沒有壓縮機轉換環節，所以它的效率還可以進一步提高。另外這個系統沒有機械運動部件之后，所以它的運行比較安靜，非常安靜，所以我們自己認為包括從國際上這樣的趨勢，我們認為對于撬裝式7萬立方米比較小的系統，這個技術非常有發展前景的。
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