[发明专利]用于液化天然气装置的蒸发气体处理装置

说明书

本发明提出一种用于液化天然气装置的蒸发气体处理装置，涉及天然气储存和运输领域，所述蒸发气体处理装置包括液化天然气的储存装置，外输系统，蒸发气体BOG喷射增压系统，自动切换装置，增压系统，其中蒸发气体BOG喷射增压系统，包括至少一级喷射器，该喷射器包括喷嘴、吸入室、混合室和扩散室，其中喷嘴接入液化天然气的储存装置，蒸发气体BOG接入吸入室，液化天然气与蒸发气体BOG混合；自动切换装置对经第一级喷射器喷射后的混合流体进行分流，其中一部分送入天然气管网，提供给终端用户，另一部分提供给下游蒸发气体BOG喷射增压系统，经增压系统回流至液化天然气储罐。本发明的蒸发气体处理装置可以适用于多种应用场合，易切换且能耗低。

技术领域

本发明涉及天然气储存和运输领域，具体涉及一种天然气储存和运输过程中的蒸发气体的高效节能回收方法。

背景技术

近年来，随着大气污染日益严重，全球对船舶的气体排放的控制日益严重格。欧美等发达国家已经建立了自己的排放控制区，在规定时间内达到Tier II和Tier III排放标准。

天然气是一种优质高效、绿色清洁的低碳能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧造成温室效应较低，预计到2030年将成为全球第一大能源。天然气的储存和输运通常在-160℃左右的低温液态。LNG(Liquefied Natural Gas)是液化天然气的简称，LNG由于其巨大的能源清洁性优势，常见的天然气是通过LNG站来储存，目前在国内得以大力发展，相继在广东、福建、浙江、江苏等地开工建设多做LNG接收站。在LNG接收站建成之后，往往存在管网建设相对落后的实际情况，一般要落后于LNG接收站建设1年左右，个别项目可能更长。由于外界热量的侵入、卸船过程中的体积置换、闪蒸、大气环境压力的急剧下降等极易产生蒸发气体(Boil-Off Gas，简称BOG)。以20万方的LNG储罐为例，每小时的BOG量为几吨量级。在管网尚未建设完成的情况下，LNG接收站在BOG的处理方面存在巨大的安全隐患与环保压力。LNG运输船按照舱容的大小可以分为4类，分别为小型、标准型、准卡塔尔船型和卡塔尔船型。在BOG的处理方式上，一般小型以及标准型的BOG的主要方式为燃料气，准卡塔尔船型与卡塔尔船型的BOG处理方式通常为再冷凝。在BOG的处理方式上，根据LNG船型的不同而不同。加之陆地上的各种不同情形，BOG的处理呈现多样性以及复杂性。

BOG本质上为气压较低的可燃气体，直接排放不仅会污染空气，造成爆炸、火灾等事故，需要通过一定的方式进行回收利用，以防止对LNG相关的安全生产造成威胁。常见的BOG气体处理方法包括：(a)卸船返气，即将储罐BOG气体返回运输船，填补舱罐卸料产生的真空；(b)再冷凝工艺回收，即与过冷的LNG直接换热，将BOG再冷凝为LNG送出；(c)加压外输，即将BOG直接压缩到外输气管道压力送出，例如福建LNG站接收站、海南LNG接收站等。对LNG船而言，为了综合利用BOG，其发动机通常为双模燃料。即，可使用柴油以及BOG作为其燃料来减少浪费；(d)送火炬燃烧。

对于加压外输模式，需要通过BOG压缩机将常压BOG压缩到外输压力(通常为0.5MPa-1.0MPa)后，通过管线外输给BOG用户，此时压缩机能耗成为最主要的功耗。采用双模燃料发动机也会增加动力装置的投入成本。在一些场合下，可以通过火炬系统对释放的BOG进行燃烧处理，但在某些特定的情况下这种燃烧处理本身就会带来安全隐患，因而并不是任何环境下都适用这种处理方式。同时，这种处理方式本身就是一种能源的浪费。而通过BOG压缩至外输气管道压力提供给天然气管网外用，但这种需求不稳定，仅通过BOG压缩至外输气管道压力，LNG管网依然存在压力安全隐患。

LNG接收站BOG再冷凝工艺的工作原理为：将存储装置里面的BOG以及各个管线的BOG经过设备加压到一定压力，加压后的BOG被送入再冷凝器中与过冷LNG接触进行再冷凝，然后再用高压泵将其增压送进汽化器进行气化。虽然BOG再冷凝工艺比直接压缩工艺节能，但在实际运行中仍存在能耗高等方面的问题。