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甲烷气回收系统以及回收控制方法.pdf

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  • 文档编号:6332985
  • 上传时间:2019-06-02
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510776405.9

    申请日:

    2015.11.13

    公开号:

    CN105486030A

    公开日:

    2016.04.13

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):F25J 1/02登记生效日:20170208变更事项:申请人变更前权利人:新奥气化采煤有限公司变更后权利人:新奥科技发展有限公司变更事项:地址变更前权利人:065001 河北省廊坊市经济技术开发区华祥路新源东道新奥科技园南区变更后权利人:065001 河北省廊坊市经济技术开发区新奥科技园南区B楼522室|||实质审查的生效IPC(主分类):F25J 1/02申请日:20151113|||公开

    IPC分类号:

    F25J1/02

    主分类号:

    F25J1/02

    申请人:

    新奥气化采煤有限公司

    发明人:

    桂谢文; 陈峰

    地址:

    065001河北省廊坊市经济技术开发区华祥路新源东道新奥科技园南区

    优先权:

    2015105222900 2015.08.24 CN

    专利代理机构:

    北京工信联合知识产权代理事务所(普通合伙)11266

    代理人:

    张荣

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    内容摘要

    本发明涉及一种甲烷气回收系统以及回收控制方法,所述系统将压缩装置的启停与甲烷储罐压力、压缩装置入口压力和温度均设置了连锁控制,同时设置了节流阀节流压力高于压缩装置入口压力,从而确保压缩装置在正常压力和温度范围内工作以防止压缩装置憋压,保证了压缩装置的安全稳定运行。

    权利要求书

    1.一种甲烷气回收系统,所述系统包括甲烷储罐,所述甲烷储罐的出气口与闪蒸器的进气口通过管道连接,所述闪蒸器的出气口通过换热装置与压缩装置相连接,所述换热装置通过节流阀连接至所述闪蒸器的回流口,所述闪蒸器的出液口与所述甲烷储罐的进气口相连,其特征在于:所述甲烷储罐与所述闪蒸器之间设有压力自调阀,所述压缩装置的入口设有控制所述压力自调阀以及所述压缩装置启闭的第一压力联锁装置。2.根据权利要求1所述的甲烷气回收系统,其特征在于:所述甲烷储罐与所述压力自调阀之间设有切断阀,所述切断阀与所述甲烷储罐之间设有控制所述切断阀和所述压缩装置启闭的第二压力联锁装置。3.根据权利要求1所述的甲烷气回收系统,其特征在于:所述节流阀至所述闪蒸器之间设有控制所述节流阀的出口压力以及所述压缩装置入口压力的第三压力联锁装置。4.根据权利要求3所述的甲烷气回收系统,其特征在于:所述第三压力联锁装置控制所述节流阀的出口压力高于所述压缩装置入口压力。5.根据权利要求1所述的甲烷气回收系统,其特征在于:所述换热装置和所述压缩装置之间设有控制所述压缩装置启闭的温度联锁装置。6.一种甲烷气回收系统,所述系统包括甲烷储罐,所述甲烷储罐的出气口与罐体的第一进气口通过管道连接,所述罐体内设有位于罐体下部的气液分离装置以及位于所述罐体上部的换热装置,所述罐体上的第二进气口通过所述罐体顶端的第一出气口与压缩装置相连接,所述换热装置通过节流阀与所述气液分离装置相通,所述罐体的底端出液口与所述甲烷储罐相连接,其特征在于:所述甲烷储罐与所述罐体之间设有压力自调阀,所述压缩装置的入口设有控制所述压力自调阀以及所述压缩装置启闭的第一压力联锁装置。7.一种甲烷气回收控制方法,用于回收甲烷气和收集甲烷液,其步骤如下,包括:步骤S1:将要回收的甲烷气体进行收集缓冲,在收集的甲烷气体达到第一预设量时,进入步骤S2;在收集的甲烷气体低于第二预设量时,继续收集甲烷气至甲烷气体达到所述第一预设量,进入步骤S2;步骤S2:对所述甲烷气进行换热升温完毕进入压缩处理形成高压甲烷气,同时监测压缩入口处甲烷气的压力,当压力高于压力高位值时,减少进入压缩装置的甲烷气量,当压力低于压力低位值时,增加进入压缩装置的甲烷气量;步骤S3:将所述高压甲烷气进行换热降温形成高压低温甲烷气;步骤S4:对所述高压低温甲烷气进行降压处理,形成气态甲烷和液态甲烷的混合物;步骤S5:将所述气态甲烷和液态甲烷的混合物进行分离,将气态甲烷返回步骤S2进行循环处理;将液态甲烷进行回收。8.根据权利要求7所述的甲烷气回收方法,其特征在于:所述步骤S2中,还需要监测换热升温后甲烷气的温度,若温度低于温度低位值,停止对甲烷气进行压缩处理;若温度高于温度高位值,对甲烷气进行压缩处理。9.根据权利要求7所述的甲烷气回收方法,其特征在于:所述步骤S4中,对所述高压低温甲烷气进行降压处理时,控制降压后的压力高于所述步骤S2中换热升温后甲烷气的压力。10.根据权利要求7所述的甲烷气回收方法,其特征在于:所述步骤S5中液态甲烷直接回收后返回所述步骤S1中处理。

    说明书

    甲烷气回收系统以及回收控制方法

    技术领域

    本发明涉及气体回收再利用的技术领域,尤其是指应用在液化天然气(LNG)存储和运输过程中蒸发气体(BOG)的再液化与回收。

    背景技术

    液化天然气(LNG)主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的能源,无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量气态天然气体积的1/625,液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点温度后变成液体,通常液化天然气储存在零下161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内,用专用船或油罐车运输,使用时重新气化。液化天然气燃烧后对空气污染非常小,而且放出的热量大,所以液化天然气是一种比较先进的能源。

    但是在LNG船舶、槽车运输过程以及LNG加注、卸载过程中,由于环境温度和低温LNG之间的巨大温差产生的热量传递,加气站系统的预冷以及其它原因,低温的LNG会不断受热产生蒸发气体(简称BOG)。虽然存储LNG的低温容器具有绝热层,但仍然无法避免外热的影响,导致产生BOG,BOG的增加使得系统的压力上升,一旦压力超过存储罐允许的工作压力,需要启动安全保护装置释放BOG减压。

    现有的甲烷气体回收方式包括把气化出来的甲烷气体经与空气换热后进入城市管网或者使用压缩机把这些甲烷气体变成CNG(压力大于20MPa的甲烷气体产品)。进入城市管网方案需要LNG加注站靠近城市管网,对普通的LNG加注站并不适用;做成CNG产品市场价值较低,储运复杂,压缩耗能较高,设备占地较大。也有利用液氮等冷源对甲烷进行冷却,重新变为低温甲烷液体回用,但是该方法需单独设置冷量产生装置,投资和运行功耗较高,流程复杂且占地较大,回收的甲烷的成本较高,且回收率低,一定程度上导致能源的浪费。

    为了克服上述问题,现有技术中常见的经济适用的方法就是将回收的甲烷气通过压缩后膨胀制冷来制取LNG,该工艺的核心设备为压缩机,由于LNG加注站回收的甲烷气体温度很低且易燃易爆,且回收气体多为不连续状态,因此通过压缩膨胀制冷回收LNG的工艺中,如何保证压缩机的安全稳定运行是系统安全运行的关键因素之一。

    发明内容

    为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中回收甲烷时压缩机不能安全稳定运行从而提供一种不但回收率高而且保证压缩机安全稳定运行的甲烷气回收系统以及回收方法。

    为解决上述技术问题,本发明所述的一种甲烷气回收系统,所述系统包括甲烷储罐,所述甲烷储罐的出气口与闪蒸器的进气口通过管道连接,所述闪蒸器的出气口通过换热装置与压缩装置相连接,所述换热装置通过节流阀连接至所述闪蒸器的回流口,所述闪蒸器的出液口与所述甲烷储罐的进气口相连,所述甲烷储罐与所述闪蒸器之间设有压力自调阀,所述压缩装置的入口设有控制所述压力自调阀以及所述压缩装置启闭的第一压力联锁装置。

    在本发明的一个实施例中,所述甲烷储罐与所述压力自调阀之间设有切断阀,所述切断阀与所述甲烷储罐之间设有控制所述切断阀和所述压缩装置启闭的第二压力联锁装置。

    在本发明的一个实施例中,所述节流阀至所述闪蒸器之间设有控制所述节流阀的出口压力以及所述压缩装置入口压力的第三压力联锁装置。

    在本发明的一个实施例中,所述第三压力联锁装置控制所述节流阀的出口压力高于所述压缩装置入口压力。

    在本发明的一个实施例中,所述换热装置和所述压缩装置之间设有控制所述压缩装置启闭的温度联锁装置。

    本发明还提供了一种甲烷气回收系统,所述系统包括甲烷储罐,所述甲烷储罐的出气口与罐体的第一进气口通过管道连接,所述罐体内设有位于罐体下部的气液分离装置以及位于所述罐体上部的换热装置,所述罐体上的第二进气口通过所述罐体顶端的第一出气口与压缩装置相连接,所述换热装置通过节流阀与所述气液分离装置相通,所述罐体的底端出液口与所述甲烷储罐相连接,所述甲烷储罐与所述罐体之间设有压力自调阀,所述压缩装置的入口设有控制所述压力自调阀以及所述压缩装置启闭的第一压力联锁装置。

    本发明还提供了一种甲烷气回收控制方法,用于回收甲烷气和收集甲烷液,其步骤如下,包括:步骤S1:将要回收的甲烷气体进行收集缓冲,在收集的甲烷气体达到第一预设量时,进入步骤S2;在收集的甲烷气体低于第二预设量时,继续收集甲烷气至甲烷气体达到所述第一预设量,进入步骤S2;步骤S2:对所述甲烷气进行换热升温完毕进入压缩处理形成高压甲烷气,同时监测压缩入口处甲烷气的压力,当压力高于压力高位值时,减少进入压缩装置的甲烷气量,当压力低于压力低位值时,增加进入压缩装置的甲烷气量;步骤S3:将所述高压甲烷气进行换热降温形成高压低温甲烷气;步骤S4:对所述高压低温甲烷气进行降压处理,形成气态甲烷和液态甲烷的混合物;步骤S5:将所述气态甲烷和液态甲烷的混合物进行分离,将气态甲烷返回步骤S2进行循环处理;将液态甲烷进行回收。

    在本发明的一个实施例中,所述步骤S2中,还需要监测换热升温后甲烷气的温度,若温度低于温度低位值,停止对甲烷气进行压缩处理;若温度高于温度高位值,对甲烷气进行压缩处理。

    在本发明的一个实施例中,所述步骤S4中,对所述高压低温甲烷气进行降压处理时,控制降压后的压力高于所述步骤S2中换热升温后甲烷气的压力。

    在本发明的一个实施例中,所述步骤S5中液态甲烷直接回收后返回所述步骤S1中处理。

    本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

    本发明所述的甲烷气回收系统以及回收控制方法,将压缩装置的启停与甲烷储罐压力、压缩装置入口压力和温度均设置了连锁控制,同时设置了节流阀节流压力高于压缩装置入口压力,从而确保压缩装置在正常压力和温度范围内工作并防止压缩装置憋压,起到了本质安全的作用。

    附图说明

    为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中

    图1是本发明实施例一所述甲烷气回收系统示意图;

    图2是本发明实施例二所述甲烷气回收系统示意图。

    具体实施方式

    实施例一:

    如图1所示,本实施例提供了一种甲烷气回收系统,所述系统包括甲烷储罐11,所述甲烷储罐11的出气口与闪蒸器12的进气口通过管道连接,所述闪蒸器12的出气口通过换热装置13与压缩装置14相连接,所述换热装置13通过节流阀15连接至所述闪蒸器12的回流口,所述闪蒸器12的出液口与所述甲烷储罐11的进气口相连,所述甲烷储罐11与所述闪蒸器12之间设有压力自调阀17,所述压缩装置14的入口设有控制所述压力自调阀17以及所述压缩装置14启闭的第一压力联锁装置20。

    上述是本发明所述的核心技术方案,本发明所述的甲烷气回收系统包括甲烷储罐11、闪蒸器12、换热装置13、压缩装置14、节流阀15,其中,所述甲烷储罐11的进气口用于接收甲烷气,所述甲烷储罐11的出气口与所述闪蒸器12的进气口通过管道连接,所述甲烷储罐11内的低压低温甲烷气进入所述闪蒸器12内后,分离成低温低压甲烷气和甲烷液,所述闪蒸器12的出气口通过换热装置13与所述压缩装置14相连接,且所述换热装置13包括至少两个通道,其中第一通道与所述闪蒸器12至所述压缩装置14之间的管路连通,第二通道与所述压缩装置14至所述节流阀15之间的管路连通,所述闪蒸器12的出气端不断排出的低温甲烷气与加压后的高温甲烷气体进行换热升温形成低压升温甲烷气,所述低压升温甲烷气经过所述压缩装置14的加压处理后形成高压升温甲烷气,高压升温甲烷进入所述换热装置13的第二通道与所述闪蒸器12出气口排出的低压低温甲烷气换热,充分换热完毕后形成高压低温甲烷气,所述高压低温甲烷气经过所述节流阀15的节流作用降压降温,转变为降压低温甲烷气和甲烷液的混合物,所述甲烷气和液态甲烷的混合物进入所述闪蒸器12内分离为低温低压甲烷气和甲烷液,所述闪蒸器12的出液口与所述甲烷储罐11的进气口相连,使甲烷液流入所述甲烷储罐11内直接回收利用,从而避免了甲烷的放散导致降低液体温度的问题,所述甲烷气从所述闪蒸气12的出气口排出进行循环处理,为了将高品质的冷量甲烷气提供给所述闪蒸器12,有利于甲烷气在所述闪蒸器12内的分离,获得更多的甲烷液,所述甲烷储罐11与所述闪蒸器12之间设有压力自调阀17,所述压缩装置14的入口设有控制所述压力自调阀17以及所述压缩装置14启闭的第一压力联锁装置20,当所述压缩装置14的入口处甲烷气的压力高于压力高位值时,调小所述压力自调阀17,同时停止所述压缩装置14的运行,其中所述压力高位值是所述压缩装置14的入口最高压力波动,能保证所述压缩装置14入口压力稳定;当所述压缩装置14的入口压力低于压力低位值时,调大所述压力自调阀17,同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,其中所述压力低位值是所述压缩装置14允许的最低压力,可以避免所述压缩装置14抽负压造成可燃气体与空气混合发生爆炸的危险。

    下面说明甲烷气回收系统的工作原理:

    所述甲烷储罐11通过管道收集流入其内的甲烷气,当甲烷储罐11收集的甲烷气达到一定量时,所述甲烷储罐11中的低温低压甲烷气进入所述闪蒸器12内,甲烷气中携带的部分液态甲烷可以在闪蒸器12内被初步分离,液态甲烷被送回所述甲烷储罐11,从所述闪蒸器12内分离出的低温低压甲烷气进入所述换热装置13,低温低压的甲烷气在所述换热装置13中进行换热升温完毕形成低压升温的甲烷气,然后进入所述压缩装置14中,同时监测所述压缩装置14入口处甲烷气的压力,当所述压缩装置14的入口压力高于压力高位值时,调小所述压力自调阀17,同时停止所述压缩装置14的运行,当所述压缩装置14的入口压力低于压力低位值时,调大所述压力自调阀17,同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,使低压升温的甲烷气通过所述压缩装置14的加压后形成高压甲烷气,高压甲烷进入所述换热装置13的第二通道与所述闪蒸器12出气口排出的低压低温甲烷气换热,充分换热完毕后形成高压低温甲烷气,所述高压低温甲烷气流向所述节流阀15,通过所述节流阀15的节流作用降压降温,转变为低压低温甲烷气和甲烷液的混合物,所述低压低温甲烷气和甲烷液的混合物回流直所述闪蒸器12内,所述闪蒸器12将所述低压低温甲烷气和甲烷液进行分离,其中甲烷气从所述闪蒸气12的出气口排出进行循环处理,所述分离出的甲烷液回流至所述甲烷储罐11内。

    本实施例中,所述第一压力联锁装置20控制所述压力自调阀17以及所述压缩装置14的启闭,当所述压缩装置14的入口处甲烷气压力高于0.1Mpa-0.2Mpa时,调小所述压力自调阀17,同时停止所述压缩装置14的运行,保证所述压缩装置14入口压力稳定,同时保证所述闪蒸器12内液体甲烷低温的控制参数;当所述压缩装置14的入口处甲烷气压力低于0.03Mpa-0.08Mpa时,调大所述压力自调阀17,同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,避免所述压缩装置14抽负压造成可燃气体与空气混合发生爆炸的危险。

    为了避免所述闪蒸器12内收集的甲烷气到达一定量时可能逆流至所述甲烷储罐11中,所述甲烷储罐11和所述压力自调阀17之间设有切断阀16,当所述甲烷储罐11内的气体到达预定量时开启所述切断阀16,使所述甲烷储罐11的甲烷气经过所述压力自调阀17的调节后流至所述闪蒸器12内进行气液分离,有效避免了所述甲烷储罐11内压力过大的情况。

    所述切断阀16与所述甲烷储罐11之间设有控制所述切断阀16和所述压缩装置14启闭的第二压力联锁装置21,当所述甲烷储罐11的压力低于压力低位值时,关闭所述切断阀16同时停止所述压缩装置14的运行,具体地,当所述甲烷储罐11的压力低于0.1Mpa-0.3Mpa时,闭合所述切割阀16和所述压缩装置14;当所述甲烷储罐11的压力高于压力高位值时,开启所述切断阀16同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,具体地,当所述甲烷储罐11的压力高于0.8Mpa-1.0Mpa时,开启所述切割阀16和所述压缩装置14,甲烷储罐11中的低温低压甲烷经所述压力自调阀17进入所述闪蒸器12内,从而有利于甲烷气在所述闪蒸器12内的分离获得更多的甲烷液。由于所述甲烷储罐11的压力直接与所述甲烷储罐11内甲烷液体的温度直接相关,压力高则甲烷液的温度高,压力低则甲烷液的温度低,因此压力高位值的设定是为了保证所述甲烷储罐11内液体温度不会超出规定值,即使压力高也可以利用所述压力自调阀17降压,所述压力低位值的设置可以保证所述甲烷储罐11正常的运行压力和运行温度。

    所述闪蒸器12内分离出的低温低压甲烷气进入所述换热装置13,低温低压的甲烷气在所述换热装置13中进行换热升温完毕后进入所述压缩装置14中,当低压甲烷通过所述压缩装置14加压后形成高压甲烷气,经所述冷却系统进行降温,高压降温后的甲烷气进入所述换热装置13中更有利于与所述闪蒸器12出气口排出的低压低温甲烷气换热,从而降低能量损耗,充分换热完毕后的高压低温甲烷气经过所述节流阀15的节流作用膨胀降压降温转变为低压低温甲烷气和甲烷液的混合物,有利于进入所述闪蒸器12后进行气液分离。

    为了保证从所述节流阀15流出的甲烷气以及甲烷液的混合物可以回流至所述闪蒸器12内,所述节流阀15至所述闪蒸器12之间设有控制所述节流阀15的出口压力以及所述压缩装置14入口压力的第三压力联锁装置22,其中,所述第三压力联锁装置22控制所述节流阀15的出口压力高于所述压缩装置14的入口压力,防止所述压缩装置14憋压,具体地,所述第三压力联锁装置22控制所述节流阀15的出口压力高于所述压缩装置14入口压力的20%至40%,其中,当通过所述节流阀15后甲烷气和甲烷液的混合物的压力高于压力高位值时,如高于0.12Mpa-0.22Mpa时,关闭所述节流阀15;当通过所述节流阀15后甲烷气和甲烷液的混合物的压力低于压力低位值时,如压力低于0.05Mpa-0.1Mpa时,开启所述节流阀15,从而可以使所述闪蒸器12的压力保持相对稳定,同时保证压缩装置14的入口压力相对稳定。

    所述换热装置13与所述压缩装置14之间设有控制所述压缩装置14启闭的温度监测装置23,用于监测甲烷气的温度从而保证系统的顺利运行,包括监测从所述换热装置13的出口流出的甲烷气温度以及流向所述压缩装置14入口的甲烷气温度,为了减少初始开车时给入口气体加热所需的热量,降低运行成本,当温度高于温度高位值,如-5℃-5℃时,允许开启压缩装置14,其中所述温度高位值是减少初始开车时给入口气体加热所需的热量,降低运行成本;为了保证压缩装置在材质允许下的最低使用温度,当温度低于温度低位值,如-20℃-10℃时,关闭所述压缩装置14,其中所述温度低位值是保证压缩装置14在材质允许下的最低使用温度,低于此温度压缩装置14运行可能出现风险。

    所述甲烷储罐11和所述闪蒸器12之间设有加压泵18,用于将所述闪蒸器12内甲烷液体抽至所述甲烷储罐11内,从而有利于所述甲烷液流入所述甲烷储罐11中,便于回收利用。所述闪蒸器12上设有控制加压泵18启闭的液位监测装置24,所述加压泵18与所述甲烷储罐11之间设有液位自调阀19,所述液位监测装置24控制所述加压泵18以及所述液位自调阀19的开启或者闭合,具体地,所述液面监测装置24监测到所述闪蒸器12里面的液体高度超过预设值时,就会开启所述液位自调阀19和所述加压泵18,利用所述加压泵18将液体加压进入所述甲烷储罐11中。

    实施例二:

    本实施例是在实施例一基础上的变形,与实施例一的区别点在于:本实施例所述甲烷气回收系统中的闪蒸器是一种带换热的闪蒸器,下面详细说明:

    如图2所示,所述带换热的闪蒸器包括罐体30,所述罐体30内设有位于罐体下部的气液分离装置31以及位于罐体上部的换热装置13,所述换热装置13包括至少两个通道,其中第一通道与所述罐体30上用于接收气体的第一进气口连通,第二通道与所述罐体30上的第二进气口相连通,其中所述第二进气口通过所述罐体30顶端的第一出气口与压缩装置14相连接,所述罐体30的底端设有出液口。

    下面具体论述由带换热的闪蒸器构成的甲烷气回收系统的组成:

    如图2所示,所述系统包括用于接收甲烷储罐11以及与所述甲烷储罐11相互连通的罐体30,所述甲烷储罐11的出气口与罐体30的第一进气口通过管道连接,所述罐体30内设有位于罐体下部的气液分离装置31以及位于所述罐体30上部的换热装置13,所述换热装置13包括至少两个通道,其中第一通道与所述罐体30上用于接收气体的第一进气口连通,第二通道与所述罐体30上的第二进气口相连通,所述第二进气口通过所述罐体30顶端的第一出气口与压缩装置14相连接,且所述第二通道与所述节流阀15通过管路连接至所述罐体30的回流口,所述罐体30的出液口与所述甲烷储罐11连通。所述甲烷储罐11与所述罐体30之间设有压力自调阀17,所述压缩装置14的入口设有控制所述压力自调阀17以及所述压缩装置14启闭的第一压力联锁装置20,当所述压缩装置14的入口处甲烷气的压力高于压力高位值时,调小所述压力自调阀17同时停止所述压缩装置14的运行,所述压力高位值是所述压缩装置14的入口最高压力波动,能保证所述压缩装置14入口压力稳定;当所述压缩装置14的入口压力低于压力低位值时,调大所述压力自调阀17同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,所述压力低位值是所述压缩装置14允许的最低压力,可以避免所述压缩装置14抽负压造成可燃气体与空气混合发生爆炸的危险。

    本发明所述的甲烷气回收系统包括甲烷储罐11、罐体30、压缩装置14、节流阀15,其中,所述甲烷储罐11的进气口用于接收甲烷气,所述甲烷储罐11的出气口与所述罐体30的第一进气口通过管道连接,所述甲烷储罐11内的低压低温甲烷气进入所述罐体30内,所述罐体30内设有位于罐体下部的气液分离装置31以及位于所述罐体上部的换热装置13,经过所述换热装置13的第一通道加热后形成低压升温甲烷气,所述罐体30的第一出气口经过压缩装置14连接至所述罐体30的第二进气口,进过换热后的低压升温甲烷气由所述第一出气口流向所述压缩装置14,同时监测甲烷气的压力,当所述压缩装置14的入口压力高于压力高位值时,调小所述压力自调阀17,同时停止所述压缩装置14的运行,当所述压缩装置14的入口压力低于压力低位值时,调大所述压力自调阀17,同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置14,使低压升温甲烷气经过所述压缩装置14的加压处理后形成高压升温甲烷气,通过所述第二进气口回流至所述罐体30内,所述高压升温甲烷气经过所述换热装置13第二通道换热降温后形成高压低温甲烷气,第二通道与所述节流阀15之间的管路连通,所述高压低温甲烷气经过所述节流阀15的节流作用降压降温,转变为低压低温甲烷气和甲烷液的混合物,所述节流阀15与所述罐体30连通,所述低压低温甲烷气和甲烷液的混合物回流直所述罐体30内,所述气液分离装置31将所述低压低温甲烷气和甲烷液进行分离,其中甲烷气通过所述罐体30进行循环处理,所述分离出的甲烷液可以直接回收至所述甲烷储罐11内。

    实施例三:

    本实施例提供一种甲烷气回收控制方法,利用实施例一或实施例二中的任意一个所述的甲烷气回收系统回收甲烷气和收集甲烷液,其步骤如下:步骤S1:将要回收的甲烷气体进行收集缓冲,在收集的甲烷气体达到第一预设量时,进入步骤S2;在收集的甲烷气体低于第二预设量时,继续收集甲烷气至甲烷气体达到所述第一预设量,进入步骤S2;步骤S2:对所述甲烷气进行换热升温完毕进入压缩处理形成高压甲烷气,同时监测压缩入口处甲烷气的压力,当压力高于压力高位值时,减少进入压缩装置14的甲烷气量,当压力低于压力低位值时,增加进入压缩装置14的甲烷气量;步骤S3:将所述高压甲烷气进行换热降温形成高压低温甲烷气;步骤S4:对所述高压低温甲烷气进行降压处理,形成气态甲烷和液态甲烷的混合物;步骤S5:将所述气态甲烷和液态甲烷的混合物进行分离,将气态甲烷返回步骤S2进行循环处理;将液态甲烷进行回收。

    本实施例所述甲烷气回收方法中,所述步骤S1中,将要回收的甲烷气体进行收集缓冲,在收集的甲烷气体达到第一预设量时,进入步骤S2,有效避免了所述闪蒸器12或者罐体30内发生憋气问题,以使甲烷储罐11中的甲烷气易于流入所述闪蒸器12或者所述罐体30内,在收集的甲烷气体低于第二预设量时,继续收集甲烷气至甲烷气体达到所述第一预设量,进入步骤S2,所述甲烷储罐11中收集足够多的放散甲烷气,使得系统尽可能一次运行时间较长,避免频繁开启;所述步骤S2将所述甲烷气进行换热升温完毕进入压缩处理形成高压甲烷气,同时监测压缩入口处甲烷气的压力,当压力高于压力高位值时,减少进入压缩装置14甲烷气量,当压力低于压力低位值时,增加进入压缩装置14甲烷气量,以确保压缩装置为正压操作,防止压缩装置抽负压,从而可以保证压缩装置的稳定正常工作;所述步骤S3中,将所述高压甲烷气进行换热降温形成高压低温甲烷气,将所述高压甲烷气与所述步骤S2中进行压缩前的甲烷气进行热交换来完成冷却,不但能有效提高能源利用率,而且有利于降低能量损耗;所述步骤S4中,对所述高压低温甲烷气节流进行降压处理,形成气态甲烷和液态甲烷的混合物,为了保证所述压缩装置14入口压力相对稳定,同时经过加压后的甲烷气能够通过降压膨胀制冷,对所述高压低温甲烷气进行降压处理时,控制降压后的压力高于所述步骤S2中换热升温后甲烷气的压力;所述步骤S5中,将所述气态甲烷和液态甲烷的混合物进行分离,将气态甲烷返回步骤S2进行循环处理;液态甲烷直接回收后返回所述步骤S1中处理。

    本实施例中,所述步骤S1中,若甲烷气中携带液态甲烷,可以在所述闪蒸器12内或者所述罐体30内进行初步分离,将分离出的液态甲烷输送至甲烷储罐11,对甲烷气执行步骤S2;所述步骤S2中,还需要监测换热升温后甲烷气的温度,若温度低于温度低位值,停止对甲烷气进行压缩处理;若温度高于温度高位值,对甲烷气进行压缩处理;所述步骤S4中,若将所述高压低温甲烷气在所述罐体30内进行降压处理,不但可以有效节约能源,而且加快了甲烷气的回收效率。

    在本发明中,所述换热装置13可以是换热器,所述压缩装置14可以是压缩机,所述甲烷储罐11气源为LNG加注过程、LNG成品罐放散过程、LNG槽车泄压过程等产生的甲烷气,本发明为了增加所述甲烷储罐11中甲烷气的吸收量,所述甲烷储罐11内可以设有吸附材料,所述吸附材料用于大量吸收甲烷气,如活性炭等材料,不但使系统的缓冲量增大,而且使所述甲烷储罐11的设备占地面积减小。

    综上,本发明所述的以上技术方案具有以下优点:

    1.本发明所述甲烷气回收系统,所述甲烷储罐与所述闪蒸器之间设有压力自调阀,所述压缩装置的入口设有控制所述压力自调阀以及所述压缩装置启闭的第一压力联锁装置,当所述压缩装置的入口处甲烷气的压力高于压力高位值时,调小所述压力自调阀,同时停止所述压缩装置的运行,其中所述压力高位值是所述压缩装置的入口最高压力波动,能保证所述压缩装置入口压力稳定;当所述压缩装置的入口压力低于压力低位值时,调大所述压力自调阀,同时允许开启或允许延时开启所述压缩装置,其中所述压力低位值是所述压缩装置允许的最低压力,可以避免所述压缩装置抽负压造成可燃气体与空气混合发生爆炸的危险。

    2.本发明所述甲烷气回收系统,为了保证从所述节流阀流出的甲烷气以及甲烷液的混合物可以回流至所述闪蒸器内,所述节流阀至所述闪蒸器之间设有控制所述节流阀的出口压力高于所述压缩装置入口压力的第三压力联锁装置,可以防止所述压缩装置憋压。

    3.本发明所述甲烷气回收方法,所述步骤S1中,将要回收的甲烷气体进行收集缓冲,在收集的甲烷气体达到第一预设量时,进入步骤S2,有效避免了所述闪蒸器或者罐体内发生憋气问题,以使甲烷储罐中的甲烷气易于流入所述闪蒸器或者所述罐体内,在收集的甲烷气体低于第二预设量时,继续收集甲烷气至甲烷气体达到所述第一预设量,进入步骤S2,所述甲烷储罐中收集足够多的放散甲烷气,使得系统尽可能一次运行时间较长,避免频繁开启;所述步骤S2将所述甲烷气进行换热升温完毕进入压缩处理形成高压甲烷气,同时监测压缩入口处甲烷气的压力,当压力高于压力高位值时,减少甲烷气量,当压力低于压力低位值时,增加甲烷气量,以确保压缩装置为正压操作,防止压缩装置抽负压,从而可以保证压缩装置的稳定正常工作;所述步骤S3中,将所述高压甲烷气进行换热降温形成高压低温甲烷气,将所述高压甲烷气与所述步骤S2中进行压缩前的甲烷气进行热交换来完成冷却,不但能有效提高能源利用率,而且有利于降低能量损耗;所述步骤S4中,对所述高压低温甲烷气节流进行降压处理,形成气态甲烷和液态甲烷的混合物,为了保证所述压缩装置入口压力相对稳定,同时经过加压后的甲烷气能够通过降压膨胀制冷,对所述高压低温甲烷气进行降压处理时,控制降压后的压力高于所述步骤S2中换热升温后甲烷气的压力;所述步骤S5中,将所述气态甲烷和液态甲烷的混合物进行分离,将气态甲烷返回步骤S2进行循环处理;液态甲烷直接回收后返回所述步骤S1中处理。

    显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围中。

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    甲烷 回收 系统 以及 控制 方法
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