甲烷氣回收系統以及回收控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣體回收再利用的技術領域，尤其是指應用在液化天然氣(LNG)存儲和運輸過程中蒸發氣體(B0G)的再液化與回收。
【背景技術】
[0002]液化天然氣(LNG)主要成分是甲烷，被公認是地球上最干凈的能源，無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/625，液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。液化天然氣是天然氣經壓縮、冷卻至其沸點溫度后變成液體，通常液化天然氣儲存在零下161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內，用專用船或油罐車運輸，使用時重新氣化。液化天然氣燃燒后對空氣污染非常小，而且放出的熱量大，所以液化天然氣是一種比較先進的能源。
[0003]但是在LNG船舶、槽車運輸過程以及LNG加注、卸載過程中，由于環境溫度和低溫LNG之間的巨大溫差產生的熱量傳遞，加氣站系統的預冷以及其它原因，低溫的LNG會不斷受熱產生蒸發氣體(簡稱B0G)。雖然存儲LNG的低溫容器具有絕熱層，但仍然無法避免外熱的影響，導致產生B0G，B0G的增加使得系統的壓力上升，一旦壓力超過存儲罐允許的工作壓力，需要啟動安全保護裝置釋放B0G減壓。
[0004]現有的甲烷氣體回收方式包括把氣化出來的甲烷氣體經與空氣換熱后進入城市管網或者使用壓縮機把這些甲烷氣體變成CNG(壓力大于20MPa的甲烷氣體產品)。進入城市管網方案需要LNG加注站靠近城市管網，對普通的LNG加注站并不適用;做成CNG產品市場價值較低，儲運復雜，壓縮耗能較高，設備占地較大。也有利用液氮等冷源對甲烷進行冷卻，重新變為低溫甲烷液體回用，但是該方法需單獨設置冷量產生裝置，投資和運行功耗較高，流程復雜且占地較大，回收的甲烷的成本較高，且回收率低，一定程度上導致能源的浪費。
[0005]為了克服上述問題，現有技術中常見的經濟適用的方法就是將回收的甲烷氣通過壓縮后膨脹制冷來制取LNG，該工藝的核心設備為壓縮機，由于LNG加注站回收的甲烷氣體溫度很低且易燃易爆，且回收氣體多為不連續狀態，因此通過壓縮膨脹制冷回收LNG的工藝中，如何保證壓縮機的安全穩定運行是系統安全運行的關鍵因素之一。
【發明內容】
[0006]為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中回收甲烷時壓縮機不能安全穩定運行從而提供一種不但回收率高而且保證壓縮機安全穩定運行的甲烷氣回收系統以及回收方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發明所述的一種甲烷氣回收系統，所述系統包括甲烷儲罐，所述甲烷儲罐的出氣口與閃蒸器的進氣口通過管道連接，所述閃蒸器的出氣口通過換熱裝置與壓縮裝置相連接，所述換熱裝置通過節流閥連接至所述閃蒸器的回流口，所述閃蒸器的出液口與所述甲烷儲罐的進氣口相連，所述甲烷儲罐與所述閃蒸器之間設有壓力自調閥，所述壓縮裝置的入口設有控制所述壓力自調閥以及所述壓縮裝置啟閉的第一壓力聯鎖裝置。
[0008]在本發明的一個實施例中，所述甲烷儲罐與所述壓力自調閥之間設有切斷閥，所述切斷閥與所述甲烷儲罐之間設有控制所述切斷閥和所述壓縮裝置啟閉的第二壓力聯鎖
目.ο
[0009]在本發明的一個實施例中，所述節流閥至所述閃蒸器之間設有控制所述節流閥的出口壓力以及所述壓縮裝置入口壓力的第三壓力聯鎖裝置。
[0010]在本發明的一個實施例中，所述第三壓力聯鎖裝置控制所述節流閥的出口壓力高于所述壓縮裝置入口壓力。
[0011]在本發明的一個實施例中，所述換熱裝置和所述壓縮裝置之間設有控制所述壓縮裝置啟閉的溫度聯鎖裝置。
[0012]本發明還提供了一種甲烷氣回收系統，所述系統包括甲烷儲罐，所述甲烷儲罐的出氣口與罐體的第一進氣口通過管道連接，所述罐體內設有位于罐體下部的氣液分離裝置以及位于所述罐體上部的換熱裝置，所述罐體上的第二進氣口通過所述罐體頂端的第一出氣口與壓縮裝置相連接，所述換熱裝置通過節流閥與所述氣液分離裝置相通，所述罐體的底端出液口與所述甲烷儲罐相連接，所述甲烷儲罐與所述罐體之間設有壓力自調閥，所述壓縮裝置的入口設有控制所述壓力自調閥以及所述壓縮裝置啟閉的第一壓力聯鎖裝置。
[0013]本發明還提供了一種甲烷氣回收控制方法，用于回收甲烷氣和收集甲烷液，其步驟如下，包括:步驟S1:將要回收的甲烷氣體進行收集緩沖，在收集的甲烷氣體達到第一預設量時，進入步驟S2;在收集的甲烷氣體低于第二預設量時，繼續收集甲烷氣至甲烷氣體達到所述第一預設量，進入步驟S2;步驟S2:對所述甲烷氣進行換熱升溫完畢進入壓縮處理形成高壓甲烷氣，同時監測壓縮入口處甲烷氣的壓力，當壓力高于壓力高位值時，減少進入壓縮裝置的甲烷氣量，當壓力低于壓力低位值時，增加進入壓縮裝置的甲烷氣量;步驟S3:將所述高壓甲烷氣進行換熱降溫形成高壓低溫甲烷氣；步驟S4:對所述高壓低溫甲烷氣進行降壓處理，形成氣態甲烷和液態甲烷的混合物;步驟S5:將所述氣態甲烷和液態甲烷的混合物進行分離，將氣態甲烷返回步驟S2進行循環處理;將液態甲烷進行回收。
[0014]在本發明的一個實施例中，所述步驟S2中，還需要監測換熱升溫后甲烷氣的溫度，若溫度低于溫度低位值，停止對甲烷氣進行壓縮處理;若溫度高于溫度高位值，對甲烷氣進行壓縮處理。
[0015]在本發明的一個實施例中，所述步驟S4中，對所述高壓低溫甲烷氣進行降壓處理時，控制降壓后的壓力高于所述步驟S2中換熱升溫后甲烷氣的壓力。
[0016]在本發明的一個實施例中，所述步驟S5中液態甲烷直接回收后返回所述步驟S1中處理。
[0017]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
本發明所述的甲烷氣回收系統以及回收控制方法，將壓縮裝置的啟停與甲烷儲罐壓力、壓縮裝置入口壓力和溫度均設置了連鎖控制，同時設置了節流閥節流壓力高于壓縮裝置入口壓力，從而確保壓縮裝置在正常壓力和溫度范圍內工作并防止壓縮裝置憋壓，起到了本質安全的作用。
【附圖說明】
[0018]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是本發明實施例一所述甲烷氣回收系統示意圖；
圖2是本發明實施例二所述甲烷氣回收系統示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例一:
如圖1所示，本實施例提供了一種甲烷氣回收系統，所述系統包括甲烷儲罐11，所述甲烷儲罐11的出氣口與閃蒸器12的進氣口通過管道連接，所述閃蒸器12的出氣口通過換熱裝置13與壓縮裝置14相連接，所述換熱裝置13通過節流閥15連接至所述閃蒸器12的回流口，所述閃蒸器12的出液口與所述甲烷儲罐11的進氣口相連，所述甲烷儲罐11與所述閃蒸器12之間設有壓力自調閥17，所述壓縮裝置14的入口設有控制所述壓力自調閥17以及所述壓縮裝置14啟閉的第一壓力聯鎖裝置20。
[0020]上述是本發明所述的核心技術方案，本發明所述的甲烷氣回收系統包括甲烷儲罐
11、閃蒸器12、換熱裝置13、壓縮裝置14、節流閥15，其中，所述甲烷儲罐11的進氣口用于接收甲烷氣，所述甲烷儲罐11的出氣口與所述閃蒸器12的進氣口通過管道連接，所述甲烷儲罐11內的低壓低溫甲烷氣進入所述閃蒸器12內后，分離成低溫低壓甲烷氣和甲烷液，所述閃蒸器12的出氣口通過換熱