[发明专利]一种组合式天然气回收系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气回收技术领域，尤其包含一种组合式天然气回收系统，还涉及吸附法天然气回收方法。

背景技术

油田在采油过程产生的天然气伴生气或天然气管道余气以及其他天然气漏气或排放过程产生的天然气，有时会直接排放至大气中，这些天然气的排放，不仅恶化了环境，对人体健康造成危害，而且还会引起资源浪费和经济损失。近年来，随着国内外对环境问题的重视，对有机气体的排放有着严格的标准，有机气体的回收利用越来越显得重要，对它们的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。

天然气的储存主要有液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)、吸附天然气(ANG)和天然气水合物(NGH)等方式。由于LNG储存对储罐要求较高、CNG储存压力较大、NGH形成速度非常缓慢，而ANG通常只需要维持在常温、中低压条件下，以CNG1/6的压力(只需单级压缩)就有望实现相当于CNG的天然气储存量，因此ANG储存较为安全节能。影响天然气吸附效果的因素主要包括：(1)吸附剂性能。一般要求吸附剂具有较大的比表面积和平衡吸附量；具有良好的吸附选择性；具有一定的机械强度和耐磨性；性能稳定，较低的床层压降，比热大，传热系数大，电导率高；使用寿命长等。(2)吸附装置的结构。(3)解吸再生工艺。

根据本发明的技术特点检索了国内外数据库，中国专利CN102826033A提出一种移动式天然气回收车(包括机动车和储罐)和移动式天然气回收装置及其使用方法。中国专利CN104357118A涉及一种利用变压吸附的方法从液化天然气提纯塔不凝气体中回收甲烷提高液化天然气中甲烷回收效率的方法。中国专利CN103822091A提出了一种压缩天然气加气站天然气回收利用方法，可用于压缩天然气加气站，该几种方法普遍存在压力过高或对设备条件要求过高等不足。本发明提出一种组合式天然气回收系统及方法，将天然气充入缓冲罐内，再将缓冲罐内天然气以中压(不高于4MPa)压缩至吸附式气瓶内储存，当外界压力低于气瓶压力时，气体脱附供应外界。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式天然气回收系统及方法，针对压缩、液化天然气的安全性和经济性的劣势，本发明提出一种安全、高效、经济的组合式天然气回收系统及方法，该系统可以做成车载式，移动、操作方便，本发明将天然气充入缓冲罐内，再将缓冲罐内天然气以中压压缩至吸附式气瓶内储存，当外界压力低于气瓶压力时，气体脱附供应外界可作为能源使用。

本发明的技术方案如下：

(1)一种组合式天然气回收系统包括：控制阀、压力传感器、温度计、流量计、换热器A、换热器B、氧气检测探头、温度传感器、缓冲罐、真空泵、真空呼吸阀、天然气压缩机、过滤器、球阀、单向阀、安全阀、压力表、ANG气瓶以及管道等配件。

①所述的一种组合式天然气回收系统的流量计用来记录天然气的体积流量和累积体积流量。

②所述的一种组合式天然气回收系统的换热器分换热器A和换热器B。

进一步，所述的换热器A在系统用于天然气来气温度低于环境温度时配置，其他使用情况下可不配置。换热器A为高效换热器且在温差变化大时热应变小，能够承受≥5MPa～6MPa压力。换热器A外包裹蓄热材料，主要储存天然气来气的冷量，使来气与换热器B出气换热。

进一步，所述的换热器B为风冷换热，其主要使天然气压缩机出口天然气温度降低。

③所述的一种组合式天然气回收系统的缓冲罐顶部设有进气口、出气口、压力传感器、温度传感器、氧气检测探头等。

进一步，所述的缓冲罐承压≥5MPa～6MPa。

进一步，所述的氧气检测探头在缓冲罐内氧气浓度过高时，自动切换各种控制阀门、开启真空泵，将缓冲罐中气体外排，提高系统安全性。

④所述的一种组合式天然气回收系统的真空泵为防爆式真空泵，主要用于对系统缓冲罐、管道的抽真空及应急降低系统氧气浓度。

⑤所述的一种组合式天然气回收系统的天然气压缩机为变频式天然气压缩机，由缓冲罐内压力大小变频控制天然气压缩机。

进一步，所述的天然气压缩机出口压力不高于5MPa～6MPa。

⑥所述的一种组合式天然气回收系统的球阀和安全阀，主要用于泄压，防止系统内部压力过大，引发危险。

⑦所述的一种组合式天然气回收系统的ANG气瓶内装有天然气专用吸附剂AdsFOV-Ⅳ，其比表面积为1500m²/g～2800m²/g，气瓶承压≥5MPa～6MPa。