[發(fā)明專利]甲烷回收系統(tǒng)以及回收方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610101846.3
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105674056A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂謝文
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F17D1/04
• 分類號: F17D1/04;F17D3/01;F17D3/14
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11266
• 代理人: 張榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體回收再利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指應(yīng)用在液化天然氣（LNG）存儲和運輸過程中蒸發(fā)氣體（BOG）的回收。

背景技術(shù)

液化天然氣（LNG）主要成分是甲烷，被公認(rèn)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(tài)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(jīng)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左右的低溫儲儲罐內(nèi)，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(jìn)的能源。

目前在LNG船舶、槽車運輸過程以及LNG加注、卸載過程中，由于環(huán)境溫度和低溫LNG之間的巨大溫差產(chǎn)生的熱量傳遞，加氣站系統(tǒng)的預(yù)冷以及其它原因，低溫的LNG會不斷受熱產(chǎn)生蒸發(fā)氣體（簡稱BOG）。雖然存儲LNG的低溫容器具有絕熱層，但仍然無法避免外熱的影響，導(dǎo)致產(chǎn)生BOG，而BOG的增加使得系統(tǒng)的壓力上升，一旦壓力超過存儲罐允許的工作壓力，需要啟動安全保護(hù)裝置釋放BOG從而對存儲罐減壓。

現(xiàn)有的甲烷氣體回收方式包括把氣化出來的甲烷氣體經(jīng)與空氣換熱后進(jìn)入城市管網(wǎng)或者使用壓縮機(jī)把這些甲烷氣體變成CNG（壓力大于20MPa的甲烷氣體產(chǎn)品）。進(jìn)入城市管網(wǎng)方案需要LNG加注站靠近城市管網(wǎng)，對普通的LNG加注站并不適用；做成CNG產(chǎn)品市場價值較低，且儲運復(fù)雜、壓縮耗能較高、設(shè)備占地較大。也有利用液氮等冷源對甲烷進(jìn)行冷卻，重新變?yōu)榈蜏丶淄橐后w回用,但是該方法需單獨設(shè)置冷量產(chǎn)生裝置，投資和運行功耗較高，流程復(fù)雜且占地較大，回收的甲烷的成本較高，且回收率低，一定程度上導(dǎo)致能源的浪費。另外，由于LNG加注站甲烷氣體釋放點較多，每個釋放點的釋放頻率和每次釋放的氣量及壓力受多種條件制約，因此大多采取人工控制方法，不但增加了人力成本而且工作效率低，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(shè)備簡單的的甲烷的回收系統(tǒng)以及回收方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種甲烷回收系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括接收甲烷氣的換熱裝置，所述換熱裝置包括至少兩個通道，其中第一通道的入口用于接收甲烷氣，第一通道的出口與壓縮裝置的入口相連，第二通道的入口與所述壓縮裝置的出口相連，第二通道的出口通過節(jié)流裝置與氣液分離裝置相連，所述氣液分離裝置的出氣口設(shè)有排氣閥，所述排氣閥與所述換熱裝置的第一通道入口相連，所述氣液分離裝置的出液口設(shè)有排液閥，所述排液閥與甲烷儲罐相連，且所述排氣閥的開度控制所述排液閥的啟閉。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述換熱裝置的第一通道入口與所述甲烷儲罐或者泵池相連。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述換熱裝置的第二通道出口通過切斷閥與所述節(jié)流裝置相連。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述換熱裝置第一通道的出口通過氣化器與所述壓縮裝置的入口相連。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣液分離裝置設(shè)有液位檢測裝置，所述液位檢測裝置控制所述排氣閥以及所述排液閥的開度。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣液分離裝置的液位達(dá)到預(yù)定范圍時，逐漸調(diào)小所述排氣閥，當(dāng)所述氣液分離裝置的出液壓力與所述甲烷儲罐的進(jìn)液壓差上升到設(shè)定范圍時，逐漸開啟所述排液閥開始排液；所述氣液分離裝置的液位小于預(yù)定范圍時，逐漸調(diào)大所述排氣閥，當(dāng)所述氣液分離裝置的出液壓力與甲烷儲罐進(jìn)液壓差不在設(shè)定范圍時，逐漸關(guān)小至完全關(guān)閉排液閥，停止排液。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述氣液分離裝置的出氣口設(shè)有第一手動調(diào)節(jié)閥，所述第一手動調(diào)節(jié)閥與所述排氣閥并聯(lián)；所述氣液分離裝置的出液口設(shè)有第二手動調(diào)節(jié)閥，所述第二手動調(diào)節(jié)閥與所述排液閥并聯(lián)。

本發(fā)明還提供了一種甲烷回收方法，包括如下步驟：步驟S1：將待回收的甲烷氣體進(jìn)行換熱升溫后進(jìn)入壓縮處理形成高壓甲烷氣；步驟S2：將所述高壓甲烷氣進(jìn)行換熱降溫形成高壓低溫甲烷氣；步驟S3：對所述高壓低溫甲烷氣進(jìn)行降壓處理形成降壓低溫甲烷氣和甲烷液的混合物，對所述混合物進(jìn)行分離形成甲烷氣和甲烷液，其中所述甲烷氣通過排氣閥返回步驟S1進(jìn)行循環(huán)處理，通過所述排液閥回收甲烷液，且回收甲烷液時通過調(diào)節(jié)所述排氣閥的開度控制所述排液閥的啟閉。