[发明专利]一种BOG回收的方法和装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种BOG回收的方法和装置，是工业生产及加气站、LNG动力船舶等回收BOG气体的新型方法和装置。

背景技术

随着我国节能减排的不断推进和深化，LNG作为一种储量较大，燃烧热值较高，应用前景较广泛的气态清洁能源，正逐渐成为汽油、柴油等液体燃料的替代品。LNG的主要成分是甲烷，在常温常压下呈现气态，但在储运及销售过程中，需将常温常压下气态的天然气在0.1MPa，-163℃下液化，而用于储存LNG的储罐必须尽可能隔绝外界热量，避免因漏热使液化天然气温度升高再次气化。但是由于技术条件的限制，LNG储罐无法做到完全绝热，仍有少部分热量通过容器壁传入储罐内部，使LNG气化产生BOG气体，这部分气体的日产量约占LNG的0.05％～0.08％左右。从生产和环境的角度来说，这种可燃性气体会使储罐内压迅速升高，造成火灾或爆炸，BOG所产生的温室效应是其他温室气体如二氧化碳的21倍之多。工业上为保证生产的连续进行和设备安全，常常对BOG采取直接排空处理，造成资源的巨大浪费和环境问题。如能对这部分气体进行回收，则经济效益、社会效益十分可观。

目前常见的BOG回收技术主要来自国外，常见的方法有直接压缩法，复叠式液化法，混合制冷剂液化法和膨胀机液化法。直接压缩法是将BOG气体直接经压缩机提高压力后通过管网输送给下游用户使用，如日本东京和大阪的天然气接收站，这种方法虽然流程简单，但是面向的对象具有较大的局限性，当BOG气体产量较大超出下游用户需求量时，剩余的BOG将无法处理，且铺设管网也需要较高的成本投入，对于一般企业来说基本难以实现。复叠式液化法也称为级联式液化法，由三个独立的制冷循环组成，采用9个换热器，分别用丙烷、乙烯和甲烷为制冷剂，通过9个换热器的冷却，使BOG的温度逐渐降低直至液化，该方法设备成本高昂，流程复杂，除多个换热器外还需要与压缩机配合使用，使得运行和维护成本也较高；混合制冷剂液化法是采用多种组分的混合工质作为制冷剂，经过冷凝、蒸发、节流膨胀使BOG气体液化，虽然次方法仍然较为复杂，但较复叠式液化法已经有较大的提升和改进，然而高能耗和制冷剂的配比依然是此方法存在的较大问题；膨胀机液化法是利用高压制冷剂通过透平膨胀机膨胀的克劳德循环实现天然气液化流程，然而这一方法对BOG气体的干燥度要求较高，且液化率低，能耗大。

国内虽然有很多公司对上述问题进行了技术改进，如四川金星压缩机制造有限公司的专利《用于回收LNG储罐内的BOG的系统及方法》(CN102425725B)、中国寰球工程公司的发明专利《一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法》(CN102269327B)等虽然在从前技术的基础上对流程进行了简化，但回收方法仍然需要配备压缩机组与多个换热设备；成都深冷科技有限公司的发明专利《具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法及设备》(CN102155615B)虽然省去了低温泵和压缩机的安装运行成本，但其工作原理决定了该方法仅适用于LNG储罐在LNG装卸车时的BOG回收，适用范围较小；上海交通大学的发明专利《液化天然气汽车加气站蒸发气体的再液化装置》(CN101975335B)采用单级压缩加单级膨胀的方法配合低温泵达到BOG再液化的目的，仍然需要较高的能源消耗。鉴于以上技术现状，有必要提出一种适用范围广泛、成本低廉、回收效率高的BOG回收方法实现BOG气体的高效低成本回收。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种流程简单、能耗较小、能源利用率高、成本低的BOG回收方法。该方法在回收过程中不需对BOG及氮气配备压缩机和低温泵，仅利用回收过程中BOG气体和液氮气化产生的压力作为管道中流体流动的驱动力。该方法可大大简化流程，节省设备的安装和维护成本，同时降低了设备运行的能耗，大大提高整套设备的稳定性，采用价格低廉的液氮作为制冷剂，进一步降低回收成本。本方法原理简单，节能环保，结构紧凑无冗余。

本发明的目的还在于提供一种新型的BOG回收设备。本设备采用一种全新的双排孔微通道口琴管结构，配合多孔导流片，可以大大提高设备的通量，提高回收装置的回收效率，且体积小，广泛适用于需要BOG回收的各种场合，较传统的紧凑式和管壳式换热设备具有传热效率更高、造价更低的优点。