[发明专利]甲烷回收系统以及回收方法

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左右的低温储储罐内，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。

目前在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，而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从而对存储罐减压。

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，且储运复杂、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。另外，由于LNG加注站甲烷气体释放点较多，每个释放点的释放频率和每次释放的气量及压力受多种条件制约，因此大多采取人工控制方法，不但增加了人力成本而且工作效率低，存在安全隐患。

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放散甲烷时回收效率低的问题从而提供一种不但可以提高回收率，而且回收设备简单的的甲烷的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回收系统，所述系统包括接收甲烷气的换热装置，所述换热装置包括至少两个通道，其中第一通道的入口用于接收甲烷气，第一通道的出口与压缩装置的入口相连，第二通道的入口与所述压缩装置的出口相连，第二通道的出口通过节流装置与气液分离装置相连，所述气液分离装置的出气口设有排气阀，所述排气阀与所述换热装置的第一通道入口相连，所述气液分离装置的出液口设有排液阀，所述排液阀与甲烷储罐相连，且所述排气阀的开度控制所述排液阀的启闭。

在本发明的一个实施例中，所述换热装置的第一通道入口与所述甲烷储罐或者泵池相连。

在本发明的一个实施例中，所述换热装置的第二通道出口通过切断阀与所述节流装置相连。

在本发明的一个实施例中，所述换热装置第一通道的出口通过气化器与所述压缩装置的入口相连。

在本发明的一个实施例中，所述气液分离装置设有液位检测装置，所述液位检测装置控制所述排气阀以及所述排液阀的开度。

在本发明的一个实施例中，所述气液分离装置的液位达到预定范围时，逐渐调小所述排气阀，当所述气液分离装置的出液压力与所述甲烷储罐的进液压差上升到设定范围时，逐渐开启所述排液阀开始排液；所述气液分离装置的液位小于预定范围时，逐渐调大所述排气阀，当所述气液分离装置的出液压力与甲烷储罐进液压差不在设定范围时，逐渐关小至完全关闭排液阀，停止排液。

在本发明的一个实施例中，所述气液分离装置的出气口设有第一手动调节阀，所述第一手动调节阀与所述排气阀并联；所述气液分离装置的出液口设有第二手动调节阀，所述第二手动调节阀与所述排液阀并联。

本发明还提供了一种甲烷回收方法，包括如下步骤：步骤S1：将待回收的甲烷气体进行换热升温后进入压缩处理形成高压甲烷气；步骤S2：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S3：对所述高压低温甲烷气进行降压处理形成降压低温甲烷气和甲烷液的混合物，对所述混合物进行分离形成甲烷气和甲烷液，其中所述甲烷气通过排气阀返回步骤S1进行循环处理，通过所述排液阀回收甲烷液，且回收甲烷液时通过调节所述排气阀的开度控制所述排液阀的启闭。