[發明專利]一種液化天然氣蒸發氣的處理裝置、方法及其應用

在審

• 申請號: 201610368185.0
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN107448936A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 雷俊勇;馮軍;王純海;于洪濤;戴靜君;張福眾;周正林;朱元洪;劉錄;夏好友;李成光;趙興武;楊曉燕
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油工程建設公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F25B21/02;F28D20/00;F17C1/12
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 周靜

技術領域

本發明涉及天然氣處理技術領域，特別涉及一種液化天然氣蒸發氣的處理裝置、方法及其應用。

背景技術

液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)是一種熱值高、燃燒污染小的優質能源，其主要成分是甲烷。無論是在常壓深冷或者是帶壓深冷狀態下儲存，液化天然氣的儲存溫度至少在-100℃以下，而目前多在自然環境中對液化天然氣進行應用，用于存儲液化天然氣的儲罐與自然環境會發生熱交換，導致靜態存儲的液化天然氣隨著時間的延長而發生蒸發相變，進而產生蒸發氣(Boil Off Gas，BOG)。如果對這部分蒸發氣不經處理而直接進行排放，將會造成環境污染及能源浪費。所以，有必要對液化天然氣蒸發氣進行回收處理。

對于LNG液化工廠、LNG接收站或者部分大型運輸船來說，通常以壓縮后再冷凝的方式對液化天然氣蒸發氣進行回收處理。對于具備燃氣管網接入條件的LNG加氣站、LNG中轉站來說，通常對液化天然氣蒸發氣進行升溫、加壓、冷凝后再輸入到燃氣管網。而進行如上過程需要配套使用壓縮機、空冷器等設備，其設備投資高、占地面積大、后期維護和運營費用較高。

而對于以LNG為燃料的公路交通工具，例如汽車來說，當其長時間處于停駛狀態時，其LNG儲罐內蒸發氣的量也隨之增加，導致儲罐內壓力也隨之升高，一旦超過預設壓力閾值，則該蒸發氣將被釋放大氣環境中，造成環境污染及能源浪費。進一步地，一旦所釋放的蒸發氣積聚在車庫中，極容易引發安全事故。但是，由于該類LNG為燃料的汽車為可移動的，并且能夠存儲的LNG的量較小，如若增設上述壓縮機和空冷器等設備對蒸發氣進行處理，則使該類汽車喪失經濟性。

針對上述問題，現有技術通過使用高壓增強瓶來儲存液化天然氣，通過在高壓和低溫下的存儲來延緩蒸發氣的生成。但是，發明人發現現有技術仍然無 法完全避免蒸發氣的生成，并且高壓和低溫存儲還會造成處理成本過高，還會造成安全隱患。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供了一種簡單可靠且低成本的液化天然氣蒸發氣的處理裝置、方法及其應用。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種液化天然氣蒸發氣的處理裝置，所述處理裝置包括儲罐、甲烷轉化器、儲能器；所述儲罐包括罐體、包覆在所述罐體外壁上的保溫夾層；所述甲烷轉化器上設置有排放口；

所述罐體的頂部設置有蒸發氣出口，所述蒸發氣出口通過蒸發氣管線與所述甲烷轉化器相連通，同時，所述甲烷轉化器還與所述儲能器連接；

所述甲烷轉化器用于對液化天然氣蒸發氣進行化學轉化處理，以將所述液化天然氣蒸發氣轉化成二氧化碳和水。

可選地，所述處理裝置還包括與所述甲烷轉化器電連接的加熱器；

所述甲烷轉化器為甲烷催化燃燒器；

所述儲能器為蓄熱體。

可選地，所述保溫夾層外表面包覆有一層絕熱層，所述絕熱層內設置有與所述儲能器電連接的制冷組件；

所述甲烷轉化器為燃料電池；

所述儲能器為蓄電池。

具體地，作為優選，所述制冷組件為半導體電制冷片。

具體地，作為優選，所述保溫夾層的材料為膨脹珍珠巖、彈性玻璃纖維或者泡沫玻璃磚；

所述絕熱層由真空粉末、真空硅酸鹽纖維層或者多層鋁箔反射屏制備得到。

具體地，作為優選，所述處理裝置還包括換熱器，所述換熱器設置在所述蒸發氣管線上。

第二方面，本發明實施例提供了利用上述的處理裝置對液化天然氣蒸發氣進行處理的方法，包括：將儲罐內的液化天然氣蒸發氣經蒸發氣管線輸送到所述甲烷轉化器中進行化學轉化處理，以將所述液化天然氣蒸發氣轉化生成二氧化碳和水，將所述二氧化碳和水從排放口排出，與此同時，使用儲能器來從所 述甲烷轉化器中獲取所述液化天然氣蒸發氣化學轉化過程中所產生的熱量。

具體地，當使用甲烷催化燃燒器作為甲烷轉化器，以及使用蓄熱體作為儲能器時，所述方法包括：通過加熱器對所述甲烷轉化器進行加熱處理，使所述甲烷轉化器的內部達到甲烷的燃燒溫度；

將儲罐內的液化天然氣蒸發氣經蒸發氣管線輸送到所述甲烷催化燃燒器中進行燃燒處理，以將所述液化天然氣蒸發氣轉化成二氧化碳和水，并將所述二氧化碳和水從排放口排出，與此同時，使用所述蓄熱體來從所述甲烷催化燃燒器中收集所述液化天然氣蒸發氣燃燒過程中所產生的熱量。