[發明專利]甲烷回收控制系統以及回收控制方法

有效

• 申請號: 201510303904.6
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN105003819B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 陳峰;邢浩
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: F17C5/02
• 分類號: F17C5/02;F17C13/02;F17C13/04
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司11266
• 代理人: 李韜

技術領域

本發明涉及氣體回收再利用的技術領域，尤其是指應用在液化天然氣（LNG）存儲和運輸過程中蒸發氣體（BOG）的再液化與回收。

背景技術

液化天然氣（LNG）主要成分是甲烷，被公認是地球上最干凈的能源，無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/625，液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。液化天然氣是天然氣經壓縮、冷卻至其沸點溫度后變成液體，通常液化天然氣儲存在零下161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內，用專用船或油罐車運輸，使用時重新氣化。液化天然氣燃燒后對空氣污染非常小，而且放出的熱量大，所以液化天然氣是一種比較先進的能源。

LNG加注站儲存的低溫甲烷液體，由于和外界存在熱交換，低溫甲烷液體需自身氣化（由液體變為氣體）才能保證溫度在沸點或者沸點以下，這部分氣化的甲烷氣體若直接排入大氣，會造成環境污染以及安全隱患。現有的甲烷氣體回收方式包括把氣化出來的甲烷氣體經與空氣換熱后進入城市管網或者使用壓縮機把這些甲烷氣體變成CNG（壓力大于20MPa的甲烷氣體產品），若選擇進入城市管網方案需要LNG加注站靠近城市管網，對普通的LNG加注站并不適用；若選擇利用壓縮機將甲烷氣體加工成CNG產品，由于CNG產品的市場價值較低，儲運復雜，而且壓縮耗能較高，設備占地較大。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中回收甲烷時能量損耗高且回收率低的問題從而提供一種不但可以充分利用能量，減少能量損耗，而且回收率高的甲烷回收控制系統以及回收控制方法。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種甲烷回收控制系統，包括氣相換熱裝置以及液相換熱裝置，所述氣相換熱裝置包括至少兩個通道，其中高溫通道與低溫通道交換熱量，甲烷氣通過管道輸送至所述氣相換熱裝置的高溫通道內，所述液相換熱裝置包括至少兩個通道，其中高溫通道與低溫通道交換熱量，所述液相換熱裝置的低溫通道通過管道與冷卻液連接，且所述氣相換熱裝置的高溫通道與所述液相換熱裝置的高溫通道相連，所述氣相換熱裝置的低溫通道與所述液相換熱裝置的低溫通道相連，所述氣相換熱裝置的入口處設有聯鎖控制所述甲烷氣流入所述氣相換熱裝置以及所述冷卻液流入所述液相換熱裝置的第一壓力控制聯鎖裝置，所述氣相換熱裝置和所述液相換熱裝置之間設有控制所述冷卻液流入所述液相換熱裝置流量的溫度控制聯鎖裝置。

在本發明的一個實施例中，所述壓力控制聯鎖裝置包括控制所述冷卻液流入所述液相換熱裝置的第一切斷閥以及所述甲烷氣流入所述氣相換熱裝置的第二切斷閥。

在本發明的一個實施例中，所述溫度控制聯鎖裝置包括控制所述冷卻液流入所述液相換熱裝置流量的節流閥，所述節流閥設于所述第一切斷閥和所述液相換熱裝置之間。

在本發明的一個實施例中，所述氣相換熱裝置的出口設有控制再升溫冷卻液流出的第二壓力控制聯鎖裝置，所述第二壓力控制聯鎖裝置包括控制所述再升溫冷卻液流入其它換熱裝置的第三切斷閥。

在本發明的一個實施例中，所述氣相換熱裝置的出口與所述第三切斷閥之間設有手動切斷閥。

在本發明的一個實施例中，所述溫度控制聯鎖裝置還可設置在所述氣相換熱裝置的出口處。

本發明還公開了一種甲烷回收控制方法，其步驟如下，包括：步驟S1：判斷甲烷氣的壓力與預設壓力值的大小，若所述甲烷氣的壓力高于第一預設值，將冷卻液換熱升溫形成升溫冷卻液，進入步驟S2，若所述甲烷氣的壓力低于第二預設值，所述甲烷氣停止輸入后，所述冷卻液停止輸入,待甲烷氣的壓力高于第一預設值時，將冷卻液換熱升溫形成升溫冷卻液，進入步驟S2；步驟S2：將所述甲烷氣與所述升溫冷卻液換熱進行第一級降溫，形成降溫甲烷氣；步驟S3：將降溫甲烷氣與所述冷卻液換熱進行第二級降溫，形成甲烷液，回收所述甲烷液；同時，所述冷卻液與降溫甲烷氣換熱升溫形成升溫冷卻液，進入步驟S2進行循環處理。

在本發明的一個實施例中，所述步驟S1還包括判斷升溫冷卻液與預設溫度值大小的步驟，若升溫冷卻液的溫度高于溫度高位值，增大所述冷卻液的流量；若升溫冷卻液的溫度低于溫度低位值，減小所述冷卻液的流量。

在本發明的一個實施例中，所述步驟S2中，所述升溫冷卻液與所述甲烷氣換熱升溫形成再升溫冷卻液，所述再升溫冷卻液與其它設備換熱降溫。

在本發明的一個實施例中，所述步驟S2中還包括判斷再升溫冷卻液與預設溫度值大小的步驟，若再升溫冷卻液的溫度高于溫度高位值，增大所述冷卻液的流量；若再升溫冷卻液的溫度低于溫度低位值，減小所述冷卻液的流量。