[發明專利]壓縮甲烷氣回收系統以及回收方法

有效

• 申請號: 201510379117.X
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN105003822B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 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: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/00;F17D1/08;F17D3/01
• 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。

現有LNG系統具有良好的絕熱措施，但在儲存和操作的過程中，因外界的熱量傳遞和系統的冷卻需要，其內部會不可避免地產生一定數量的蒸發氣（Boiled Off Gas，簡稱BOG）。隨著BOG 數量的不斷增加，LNG系統內部的溫度和壓力會隨之升高，當LNG 儲罐內部壓力高于系統設定的安全泄放壓力時，LNG 儲罐罐頂的安全閥門將開啟，將BOG 直接泄放到火炬系統燃燒，以穩定系統內部壓力。在LNG 接收站投產初期，下游外輸管線或燃氣用戶管網達不到接氣條件或者用氣需求較小，因此LNG 接收站常會處于數周至數月較長時間的零外輸工況或低流量外輸工況。在上述情況下，LNG 存儲系統內的LNG 會不斷吸熱氣化成BOG，過多的BOG 會被直接排放并燃燒，從而造成了高額的經濟損失以及環境污染問題。目前，常規的BOG 零排放處理裝置都是利用BOG液化裝置對BOG 直接液化，將其送回至LNG 儲罐內，而由于BOG 的自然蒸發和產生并非一個穩定的過程，需要反復啟閉BOG液化裝置，而BOG液化裝置從啟動達到運行往往需要3 小時甚至5 小時，直接導致在回收放散甲烷氣時回收效率大幅度降低，而且實際操作時較困難，容易造成系統壓力的失穩，如LNG 儲罐壓力過低、就需要額外補氣保壓等措施；另外，所述液化裝置一般均包括冷卻裝置、壓縮裝置等多種設備，因此導致甲烷氣的回收系統較復雜，且占地面積偏大。

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放散甲烷時回收效率低的問題從而提供一種不但可以提高回收率，而且回收設備簡單的的壓縮甲烷氣的回收系統以及回收方法。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種壓縮甲烷氣回收系統，包括用于接收所述甲烷氣的換熱裝置以及與所述換熱裝置相連接的多級壓縮裝置，所述換熱裝置至少包括兩個通道，其中所述換熱裝置的第一通道入口與甲烷儲罐相連，所述換熱裝置的第一通道出口與第一級壓縮裝置的入口相連，所述第一級壓縮裝置的出口與所述換熱裝置的第二通道入口相連，所述換熱裝置的第二通道出口與第二級壓縮裝置的入口相連。

在本發明的一個實施例中，所述多級壓縮裝置分別為獨立的壓縮裝置。

在本發明的一個實施例中，所述多級壓縮裝置為同一壓縮裝置的多個壓縮段。

在本發明的一個實施例中，所述甲烷儲罐與所述換熱裝置之間設有控制所述甲烷儲罐內的甲烷氣進入所述換熱裝置的壓力控制聯鎖裝置以及所述換熱裝置和所述一級壓縮裝置的入口之間設有控制所述多級壓縮裝置啟閉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甲烷儲罐內的甲烷氣進入所述換熱裝置的切斷閥以及調節甲烷氣進入所述換熱裝置流量的第一調節閥。

本發明還提供了一種利用上述任意一項所述壓縮甲烷氣回收系統回收甲烷的方法，包括如下步驟：步驟S1：將甲烷儲罐中的甲烷氣體進行收集緩沖，判斷所述甲烷儲罐的出口壓力與預設壓力值的大小，當所述甲烷儲罐的出口壓力高于第一預設值時，進入步驟S2；當所述甲烷儲罐的出口壓力低于第二預設值時，繼續收集甲烷氣至所述甲烷儲罐的出口壓力高于第一預設值，進入步驟S2；步驟S2：將甲烷氣換熱升溫形成升溫甲烷氣；步驟S3：將升溫甲烷氣加壓形成高溫高壓甲烷氣；步驟S4：將高溫高壓甲烷氣與所述步驟S1中的甲烷氣進行換熱降溫形成降溫高壓甲烷氣；步驟S5：將降溫高壓甲烷氣再次加壓形成壓縮甲烷氣，回收所述壓縮甲烷氣。

本發明還提供了一種壓縮甲烷氣回收系統，包括接收甲烷氣的混合裝置以及與所述混合裝置相連接的多級壓縮裝置，其中所述混合裝置的入口與甲烷儲罐相連，所述混合裝置的出口與第一級壓縮裝置的入口相連，所述第一級壓縮裝置的出口通過第二調節閥與所述混合裝置的回流口相連，且所述第一級壓縮裝置的出口通過第三調節閥與第二級壓縮裝置的入口相連。