[发明专利]液化天然气蒸发气体回收再液化的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温液化气体储运技术领域；具体指一种在储罐里的液化天然气(LNG)的蒸发气体(BOG)回收及其再液化的装置与方法领域；它可广泛适宜于各种类型的液化天然气储存设备中蒸发气体的回收与再液化的应用场合。

背景技术

液化天然气(LNG)是当前一种理想的清洁燃料；该液化天然气推广与应用，是当前提高能源利用率以及社会效益一项十分重要的任务。

该液化天然气(LNG)是天然气经过净化后冷却到露点温度而形成的低温液体，在常压下的温度为-163℃；它可以储存在双层的中间抽真空的低温储罐内，以便于运输与装卸。

由于该储罐的环境温度通常高于该储罐内的液化天然气温度，在环境温度与储罐内的液化天然气温度的温差作用下，储罐内的液化天然气(LNG)会蒸发并形成蒸发气体(BOG)；此外，该储罐中装入液化天然气过程中，该储罐内的液化天然气也会蒸发形成蒸发气体；而随着时间的推移，该储罐中的蒸发气体积聚越来越多，会使所述储罐内的温度和压力逐渐升高；当该压力超过所述储罐安全阀开启压力时，该安全阀即开启，将所述蒸发气体泄放，从而使所述储罐内压力降至额定值，以确保所述储罐的安全。

所述液化天然气蒸发产生的蒸发气体属于温室气体，该温室效应是二氧化碳的20倍，将蒸发气体直接泄放到大气中，将会造成对环境的严重破坏。

目前，在大型的液化天然气储罐内设置有火炬和放空释放系统，用来收集和处理所述蒸发气体的泄放；而小型的液化天然气储罐，通常是将所述蒸发气体直接泄放到大气中。

现有的液化天然气储罐设计的蒸发气体日汽化率一般为总的容积量的0.05％；该储罐内产生蒸发气体的因素有：其一，装卸操作会产生大量所述蒸发气体；其二，所述储罐的冷循环设施有热量输入也会产生所述蒸发气体；其三，高压泵和管线也有热量输入，也会产生所述蒸发气体；其四，储罐中由于所述液化天然气分层引起的翻滚也会带来剧烈的蒸发，并由此产生所述蒸发气体；综上所述，这些蒸发气体直接泄放到大气中，或者通过火炬系统烧掉，不仅浪费大量的能源而造成直接经济损失，同时也会对周边环境造成污染，并对周边环境安全造成隐患。

当前，传统的天然气液化是采用低温液化的方法，其中有级联式液化流程、混合制冷剂液化流程与带膨胀机的液化流程等，该方法流程系统复杂，适合于大规模生产，每种流程都要建立一个液化天然气厂；然而，对于所述储罐与储罐区的蒸发气体液化，目前还设有相应的该蒸发气体回收及再液化装置与方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种既可杜绝能源浪费又可以避免对周边环境污染及其安全隐患的、系统流程装备简单合理的液化天然气蒸发气体回收再液化的装置与方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液化天然气蒸发气体回收再液化的装置，包括一液化天然气储罐组，该储罐组是由液化天然气储罐以及设在其上部的安全阀与下部的装卸阀组成，该储罐与装卸阀之间设有潜液式低温泵，其特征在于：

a.所述液化天然气储罐与所述安全阀之间设有第一接口，所述潜液式低温泵设有第二接口；所述第一接口连接有回收管，该回收管的另一端通过第一蒸发气体汇合器与回收压缩机的入口联通；该回收压缩机入口装有压力控制阀；所述第一蒸发气体汇合器进口端还与所述回收管并联连接第二蒸发气体汇合器；

b.所述回收压缩机是单级螺杆压缩机，该单级螺杆压缩机出口通过管道依次连接冷却器、油气分离器与蒸发气体分配器，该蒸发气体分配器分流出第一蒸发气体与第二蒸发气体，该第一蒸发气体与带转速控制阀的螺杆膨胀机入口联通；

c.所述螺杆膨胀机的出口通过管道进入换热器，然后通过管道与第二螺杆压缩机的入口联通；该第二螺杆压缩机的出口通过管道与所述第二蒸发气体汇合器联通；

d.所述蒸发气体分配器分流的第二蒸发气体通过管道进入换热器，然后依次连接节流阀与气液分离器；该气液分离器下端通过管道与所述第二接口相连通；该气液分离器上端通过管道进入所述换热器，再通过管道与所述第二螺杆压缩机出口管道并联接入所述第二蒸发气体汇合器；

e.所述单级螺杆压缩机、所述第二螺杆压缩机与所述螺杆膨胀机共同设置一冷却润滑油系统。

采用以上控制液化天然气储罐装置中蒸发气体泄放压力，并直接回收与螺杆膨胀机作为制冷机节流制冷来实现蒸发气体再液化方法，大大地简化了蒸发气体回收和液化系统流程的装备，同时实现了杜绝能源浪费以及避免对周边环境污染与安全隐患的巨大的经济效益与社会效益。