壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)以及回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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(chǔ)和運(yùn)輸過程中蒸發(fā)氣體(BOG)的回收。
【背景技術(shù)】
[0002]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(diǎn)溫度后變成液體，通常液化天然氣儲(chǔ)存在零下161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲(chǔ)存罐內(nèi)，用專用船或油罐車運(yùn)輸，使用時(shí)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。
[0003]現(xiàn)有LNG系統(tǒng)具有良好的絕熱措施，但在儲(chǔ)存和操作的過程中，因外界的熱量傳遞和系統(tǒng)的冷卻需要，其內(nèi)部會(huì)不可避免地產(chǎn)生一定數(shù)量的蒸發(fā)氣(Boiled Off Gas，簡稱BOG)。隨著BOG數(shù)量的不斷增加，LNG系統(tǒng)內(nèi)部的溫度和壓力會(huì)隨之升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力高于系統(tǒng)設(shè)定的安全泄放壓力時(shí)，LNG儲(chǔ)罐罐頂?shù)陌踩y門將開啟，將BOG直接泄放到火炬系統(tǒng)燃燒，以穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)部壓力。在LNG接收站投產(chǎn)初期，下游外輸管線或燃?xì)庥脩艄芫W(wǎng)達(dá)不到接氣條件或者用氣需求較小，因此LNG接收站常會(huì)處于數(shù)周至數(shù)月較長時(shí)間的零外輸工況或低流量外輸工況。在上述情況下，LNG存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的LNG會(huì)不斷吸熱氣化成B0G，過多的BOG會(huì)被直接排放并燃燒，從而造成了高額的經(jīng)濟(jì)損失以及環(huán)境污染問題。目前，常規(guī)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(chǔ)罐內(nèi)，而由于BOG的自然蒸發(fā)和產(chǎn)生并非一個(gè)穩(wěn)定的過程，需要反復(fù)啟閉BOG液化裝置，而BOG液化裝置從啟動(dòng)達(dá)到運(yùn)行往往需要3小時(shí)甚至5小時(shí)，直接導(dǎo)致在回收放散甲烷氣時(shí)回收效率大幅度降低，而且實(shí)際操作時(shí)較困難，容易造成系統(tǒng)壓力的失穩(wěn)，如LNG儲(chǔ)罐壓力過低、就需要額外補(bǔ)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(shè)備，因此導(dǎo)致甲烷氣的回收系統(tǒng)較復(fù)雜，且占地面積偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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(shí)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)備簡單的的壓縮甲烷氣的回收系統(tǒng)以及回收方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的換熱裝置，所述換熱裝置至少包括兩個(gè)通道，所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)還包括與所述換熱裝置相連接的多級壓縮裝置，其中第一級壓縮裝置的入口通過管道與所述換熱裝置的第一通道相連接，所述第一級壓縮裝置的出口通過管道與所述換熱裝置的第二通道相連接，且所述換熱裝置的第二通道與第二級壓縮裝置的入口通過管道相連接。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述換熱裝置通過管道與緩沖罐連接。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多級壓縮裝置分別為獨(dú)立的壓縮裝置。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多級壓縮裝置為同一壓縮裝置的多個(gè)壓縮段。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一級壓縮裝置的入口與所述換熱裝置之間設(shè)有伴熱裝置，所述伴熱裝置纏繞于所述第一級壓縮裝置與所述換熱裝置之間的管道上。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述伴熱裝置是換熱式設(shè)備，其上設(shè)有伴熱進(jìn)料口以及伴熱出料口。
[0011 ] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述伴熱設(shè)備是加熱式設(shè)備。
[0012]本發(fā)明還提供了一種壓縮甲烷氣回收方法，其步驟如下，包括:步驟S1:將甲烷氣換熱升溫形成升溫甲烷氣；步驟S2:將升溫甲烷氣加壓形成高溫高壓甲烷氣；步驟S3:將高溫高壓甲烷氣與所述步驟SI中的甲烷氣進(jìn)行換熱降溫形成降溫高壓甲烷氣；步驟S4:將降溫高壓甲烷氣再次加壓形成壓縮甲烷氣。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI之前，還包括將甲烷氣進(jìn)行收集緩沖的步驟。
[0014]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI中，通過伴熱設(shè)備對甲烷氣換熱升溫。
[0015]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明所述的甲烷氣回收系統(tǒng)以及回收方法，利用壓縮升溫后的氣體給原冷卻氣體進(jìn)行升溫，同時(shí)給壓縮后的氣體降溫，既省去了其它介質(zhì)的換熱，又提高了回收的效率。
【附圖說明】
[0016]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例二所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例三所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例四所述壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)的示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例五所述壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一:
如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的換熱裝置11，所述換熱裝置11至少包括兩個(gè)通道，所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)還包括與所述換熱裝置11相連接的多級壓縮裝置，其中第一級壓縮裝置121的入口通過管道與所述換熱裝置11的第一通道相連接，所述第一級壓縮裝置121的出口通過管道與所述換熱裝置11的第二通道相連接，且所述換熱裝置11的第二通道與第二級壓縮裝置122的入口通過管道相連接。
[0018]上述是本發(fā)明所述的核心技術(shù)方案，本發(fā)明所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的換熱裝置11以及與所述換熱裝置11相連接的多級壓縮裝置，其中，所述換熱裝置11至少包括兩個(gè)通道，所述換熱裝置11的第一通道通過管道與第一級壓縮裝置121的入口相連接，進(jìn)入所述換熱裝置11的第一通道內(nèi)的低溫甲烷氣經(jīng)過換熱升溫流入所述第一級壓縮裝置121的入口，由于低溫甲烷氣的溫度較低，通常在零下160°左右，如果直接進(jìn)入壓縮裝置會(huì)導(dǎo)致壓縮裝置不能正常工作，而經(jīng)過升溫后的甲烷氣可以滿足常溫壓縮裝置的溫度要求，避免使用價(jià)格昂貴的低溫壓縮裝置；所述第一級壓縮裝置121的出口通過管道與所述換熱裝置11的第二通道相連接，由于所述甲烷氣經(jīng)過所述第一級壓縮裝置121的加壓后形成高溫高壓甲烷氣，所述高溫高壓甲烷氣通過管道進(jìn)入所述換熱裝置11的第二通道，與所述換熱裝置11的第一通道內(nèi)的低溫甲烷氣換熱形成降溫高壓甲烷氣，同時(shí)，所述換熱裝置11的第一通道內(nèi)的低溫甲烷氣換熱升溫從而可直接輸入至所述第一級壓縮裝置121內(nèi)，利用所述第一級壓縮裝置121出口升溫后的甲烷氣給所述第一級壓縮裝置121入口處的甲烷氣升溫，因此既省去了利用其它介質(zhì)的換熱，又充分節(jié)約了能量，顯著提高了能量利用率，有效減少了設(shè)備的占地面積；所述換熱裝置11的第二通道與第二級壓縮裝置122的入口通過管道相連接，由于所述降溫高壓甲烷氣的溫度控制在常溫壓縮裝置的溫度范圍內(nèi)，因此，所述降溫高壓甲烷氣可以直接流入所述第二級壓縮裝置122內(nèi)進(jìn)行壓縮，避免使用特殊規(guī)格壓縮裝置的同時(shí)，顯著