[发明专利]甲烷气回收系统以及回收控制方法

说明书

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。

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。