[发明专利]甲烷回收控制系统以及回收控制方法

说明书

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。

LNG加注站储存的低温甲烷液体，由于和外界存在热交换，低温甲烷液体需自身气化（由液体变为气体）才能保证温度在沸点或者沸点以下，这部分气化的甲烷气体若直接排入大气，会造成环境污染以及安全隐患。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），若选择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；若选择利用压缩机将甲烷气体加工成CNG产品，由于CNG产品的市场价值较低，储运复杂，而且压缩耗能较高，设备占地较大。

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能量损耗高且回收率低的问题从而提供一种不但可以充分利用能量，减少能量损耗，而且回收率高的甲烷回收控制系统以及回收控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种甲烷回收控制系统，包括气相换热装置以及液相换热装置，所述气相换热装置包括至少两个通道，其中高温通道与低温通道交换热量，甲烷气通过管道输送至所述气相换热装置的高温通道内，所述液相换热装置包括至少两个通道，其中高温通道与低温通道交换热量，所述液相换热装置的低温通道通过管道与冷却液连接，且所述气相换热装置的高温通道与所述液相换热装置的高温通道相连，所述气相换热装置的低温通道与所述液相换热装置的低温通道相连，所述气相换热装置的入口处设有联锁控制所述甲烷气流入所述气相换热装置以及所述冷却液流入所述液相换热装置的第一压力控制联锁装置，所述气相换热装置和所述液相换热装置之间设有控制所述冷却液流入所述液相换热装置流量的温度控制联锁装置。

在本发明的一个实施例中，所述压力控制联锁装置包括控制所述冷却液流入所述液相换热装置的第一切断阀以及所述甲烷气流入所述气相换热装置的第二切断阀。

在本发明的一个实施例中，所述温度控制联锁装置包括控制所述冷却液流入所述液相换热装置流量的节流阀，所述节流阀设于所述第一切断阀和所述液相换热装置之间。

在本发明的一个实施例中，所述气相换热装置的出口设有控制再升温冷却液流出的第二压力控制联锁装置，所述第二压力控制联锁装置包括控制所述再升温冷却液流入其它换热装置的第三切断阀。

在本发明的一个实施例中，所述气相换热装置的出口与所述第三切断阀之间设有手动切断阀。

在本发明的一个实施例中，所述温度控制联锁装置还可设置在所述气相换热装置的出口处。

本发明还公开了一种甲烷回收控制方法，其步骤如下，包括：步骤S1：判断甲烷气的压力与预设压力值的大小，若所述甲烷气的压力高于第一预设值，将冷却液换热升温形成升温冷却液，进入步骤S2，若所述甲烷气的压力低于第二预设值，所述甲烷气停止输入后，所述冷却液停止输入,待甲烷气的压力高于第一预设值时，将冷却液换热升温形成升温冷却液，进入步骤S2；步骤S2：将所述甲烷气与所述升温冷却液换热进行第一级降温，形成降温甲烷气；步骤S3：将降温甲烷气与所述冷却液换热进行第二级降温，形成甲烷液，回收所述甲烷液；同时，所述冷却液与降温甲烷气换热升温形成升温冷却液，进入步骤S2进行循环处理。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S1还包括判断升温冷却液与预设温度值大小的步骤，若升温冷却液的温度高于温度高位值，增大所述冷却液的流量；若升温冷却液的温度低于温度低位值，减小所述冷却液的流量。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，所述升温冷却液与所述甲烷气换热升温形成再升温冷却液，所述再升温冷却液与其它设备换热降温。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中还包括判断再升温冷却液与预设温度值大小的步骤，若再升温冷却液的温度高于温度高位值，增大所述冷却液的流量；若再升温冷却液的温度低于温度低位值，减小所述冷却液的流量。