[发明专利]一种可提升氦气纯度的BOG再液化回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种可提升氦气纯度的BOG再液化回收系统及方法，该系统包括LNG储罐（1）、一级降温机构、二级降温机构和气体回收机构，所述一级降温机构与LNG储罐（1）相连接，用以将LNG储罐（1）产生的闪蒸汽BOG温度降低至T1，所述二级降温机构与一级降温机构相连接，用以将闪蒸汽BOG的温度由T1降低至T2，转换成液化天然气LNG并通过第一气液分离罐（5）回转至LNG储罐（1），所述气体回收机构与第一气液分离罐（5）相连接，用以将第一气液分离罐（5）内剩余的气体进行分离并回收。本发明流程简单，可充分利用冷量，通过较低的能耗极大程度上提纯天然气中的氦气，同时提升BOG再液化回收的效率。

技术领域

本发明涉及液化天然气技术领域，尤其涉及一种可提升氦气纯度的BOG再液化回收系统及方法。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。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，液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。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。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其凝点（-161.5℃）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。其主要成分为甲烷，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化，20世纪70年代以来，世界液化天然气产量和贸易量迅速增加。

LNG工厂生产的液化天然气大多先由大型LNG储罐储存。由于LNG特性，LNG进入储罐后会不断受热自然产生蒸发气，称之为闪蒸气 (BOG)，形成温度低于-140℃的气态天然气。另外，槽车充装过程也会产生大量的BOG，通常天然气液化工厂是将BOG用作燃料，多余的加压进入原料气再次液化或直接排放，造成浪费。

此外，天然气中含有少量氦，氦主要用于军事、航空航天和医疗。由于我国氦的储量较少，所使用的大部分氦是从储量丰富的美国进口，而美国对中国的氦的出口要求不得用于军事。因此，氦属于国家战略物资，我们使用的天然气中含有少量的氦，但由于含量太低，回收成本太较高，通常作为天然气中不可利用成分直接排放，造成战略资源的浪费。

现有技术当中，BOG回收方式流程复杂，并且回收氦的纯度较低，其中含有大量的氮气，增加了运输和进一步提纯的成本。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可提升氦气纯度的BOG再液化回收系统，以解决如何提高BOG再液化回收效率，以及如何提高氦回收纯度的技术问题。

本发明的第一个目的是采用以下技术方案实现的：一种可提升氦气纯度的BOG再液化回收系统，包括LNG储罐，还包括一级降温机构、二级降温机构和气体回收机构，所述一级降温机构与LNG储罐相连接，用以将LNG储罐产生的闪蒸汽BOG温度降低至T1，所述二级降温机构与一级降温机构相连接，用以将闪蒸汽BOG的温度由T1降低至T2，转换成液化天然气LNG并通过第一气液分离罐回转至LNG储罐，所述气体回收机构与第一气液分离罐相连接，用以将第一气液分离罐内剩余的气体进行分离并回收。

进一步的，所述一级降温机构包括第一热交换器和第二气液分离罐，所述第二气液分离罐通过第二低温潜液泵与第一热交换器相连接，所述第一热交换器与LNG储罐相连接，通过第二低温潜液泵将第二气液分离罐内的冷媒传输至第一热交换器中与LNG储罐产生的闪蒸汽BOG进行热交换。

进一步的，所述第一热交换器外还设置有空温气化器，所述空温气化器与第一热交换器相连接，用以将热交换后的冷媒进行回收。

进一步的，所述二级降温机构包括第二热交换器和冷剂压缩机，所述冷剂压缩机与第二热交换器相连接，所述第二热交换器与一级降温机构相连接，通过冷剂压缩机为第二热交换器提供冷能，将一级降温机构出来的闪蒸汽BOG的温度由T1降低至T2，转换成液化天然气LNG并传输至第一气液分离罐进行储存。