[實用新型]一種BOG零排放的LNG儲存裝置

有效

• 申請號: 201420013840.7
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN203686564U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 徐文東;趙建河;鄭境森
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/02;F17C13/00;F17C13/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及LNG（液化天然氣）的儲存技術領域，具體涉及一種無BOG（閃蒸汽）的LNG儲存裝置。

背景技術

LNG儲存溫度為‐162℃，儲存設備為低溫常壓儲罐，LNG中的輕組分蒸發出來所形成的氣體即為BOG，BOG聚集在儲罐上方形成氣相空間。LNG蒸發形成BOG有以下幾點的原因：由于LNG與外界的溫差可達到200℃以上，外界熱量不斷透過儲罐的內外壁傳到儲罐內部；LNG罐內液下泵運行時部分機械能轉化為熱能；LNG船或車卸料時產生的容積置換；大氣壓變化引起儲罐表壓變化等等。一般LNG儲罐的日蒸發率約為0.05～0.3%（質量）。BOG的產生會使貯罐氣相空間的壓力升高，造成安全隱患。為了保證儲罐的安全，當罐內壓力上升到一定值時，需將BOG通過BOG處理系統進行回收利用、排空或燃燒。

目前BOG的處理方法主要有以下四種：①將儲罐BOG氣體返回LNG船或槽車，填補LNG船罐或槽罐的真空。這種方法簡潔、高效，但只適用于LNG船或槽車卸料過程。②送火炬或排入大氣。容易產生資源浪費及環境污染，為緊急情況下的安全措施。③直接壓縮工藝，即LNG儲罐的BOG氣體通過壓縮機直接加壓后輸送至燃氣管網。此方法能耗高，適合小型調峰型LNG接收站。④再冷凝工藝，即BOG氣體通過低溫壓縮機加壓，儲罐內的液下泵送出相同壓力的LNG，兩者按一定比例在再冷凝器中直接換熱，LNG利用“顯冷”將BOG氣體冷凝。這種方法成本高，經濟性差，且關鍵設備即BOG壓縮機的制造尚未實現國產化。

中國發明專利申請CN102155615A公開了一種具有BOG回收功能的LNG無泵加氣方法及設備，該設備包括LNG加氣機、罐車、LNG儲罐、增壓器、液氮冷肼和液氮儲罐，可以實現LNG加氣站在卸車和加液過程中為無泵流程，同時可依靠液氮將LNG儲罐中的BOG冷凝，從而回收卸液過程中罐車和加液過程中車載鋼瓶中的BOG，運行維護費用低，安全性高，但是該專利申請適用范圍較小，僅針對LNG加氣站的卸車和加液過程產生的BOG，不涉及對其他過程產生的BOG的處理，而且不涉及對LNG接收站、LNG衛星站和LNG調峰站等中大型LNG儲存設備BOG的回收處理。此外，BOG冷凝器采用普通蛇形管，不能實現BOG的高效換熱冷凝，導致能量利用率較低和液氮用量較大。

上述現有技術均未涉及適用范圍廣、成本低的真正意義上的BOG零排放的LNG儲存方法及裝置，也未涉及一種對BOG進行高效換熱冷凝的BOG冷凝器設計。因此，有必要開發一種具備廣譜性、運行安全穩定、投資費用低、操作靈活且流程簡單的BOG零排放的LNG儲存系統及高效的BOG冷凝器，以便更為經濟有效的回收BOG。

實用新型內容

本實用新型目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種安全性好、低成本、占地面積小、易維護的BOG零排放的LNG儲存裝置。

本實用新型在有效儲存LNG的同時，實現BOG的零排放。從根本上解決工業中將BOG輸出儲罐進行回收處理而導致的設備投資費用高、占地面積大等問題，同時提高了LNG儲存的安全性。在各種LNG儲存設備，如LNG接收站大型儲罐、LNG加氣站的小型儲罐、LNG槽車上的罐、LNG汽車上的LNG氣瓶等，皆可實現BOG的零排放。本實用新型保證氣相BOG上升冷凝過程中阻力小、流動通暢、BOG換熱冷凝效率高，也可避免BOG冷凝液直接從冷凝器邊緣滴落入儲罐的液相中所引起的LNG液滴飛濺的危險，以實現BOG的高效、安全回收。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現：

一種BOG零排放的LNG儲存裝置：包括LNG儲罐、液氮儲罐、液氮流量調節閥、液氮流量計、液氮泵、LNG儲罐壓力檢測儀、BOG冷凝器和導流管；液氮儲罐與液氮泵的進口通過管道連接；液氮儲罐與液氮泵的進口連接的管道上依次設有液氮流量計和液氮流量調節閥；液氮泵的出口與BOG冷凝器的進口通過管道連接；導流管一端與BOG冷凝器連接，另一端沒入LNG儲罐的液相內；BOG冷凝器設置在LNG儲罐的上部氣相空間；LNG儲罐壓力檢測儀安裝在LNG儲罐的上部氣相空間；

所述BOG冷凝器的冷凝管包括空心管、螺旋翅片和軸向導流板，液氮在管程內，BOG充滿在管外；空心管的外周設有螺旋翅片，在空心管的正下端設有軸向導流板；空心管從進口段到出口端傾斜設置，與水平面的傾斜角θ為10°～30°。

優選地，所述軸向導流板的厚度為2‐5mm，高度為1.3‐1.5倍螺旋翅片的高度。

優選地，所述螺旋翅片的橫截面為等腰三角形，相鄰管之間的螺旋翅片交叉排列。