本發(fā)明涉及石油化工環(huán)保，具體涉及一種可遠(yuǎn)程控制的利用液氮冷能回收放空天然氣的可車載移動(dòng)裝置，適用于輸氣站和壓氣站。

背景技術(shù)：

1、天然氣主要成分為甲烷，有研究表明，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，甲烷的暖化效應(yīng)會(huì)急劇增加，20年內(nèi)暖化效應(yīng)是二氧化碳的84倍。輸氣站在檢修或維護(hù)正常運(yùn)行時(shí)會(huì)放空部分天然氣，放空天然氣不但會(huì)對(duì)站場(chǎng)及加工單位造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，不符合國(guó)家安全與環(huán)保的要求。

2、目前，國(guó)內(nèi)外天然氣放空回收的利用技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：液化天然氣（lng）、天然氣發(fā)電（gtw）、吸附天然氣（ang）、壓縮天然氣（cng）、天然氣水合物（ngh）和溴化鋰直燃機(jī)。應(yīng)用液化天然氣技術(shù)對(duì)放空天然氣進(jìn)行回收利用有利有弊，優(yōu)點(diǎn)是所需要的設(shè)備占地面積相對(duì)較小，天然氣的輸送及運(yùn)輸較為簡(jiǎn)單，可以直接將放空天然氣液化成lng注入lng管道或直接出售；缺點(diǎn)是該種技術(shù)所需要的設(shè)備及工藝相對(duì)較為復(fù)雜，設(shè)備的各項(xiàng)投資費(fèi)用都較高。

3、現(xiàn)有的利用液化天然氣技術(shù)回收放空天然氣的裝置占地面積大，不利于在站場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)；設(shè)備投資過(guò)大，工藝復(fù)雜，裝置投資回收期較長(zhǎng)，設(shè)備后期維修費(fèi)用較多；液化率不穩(wěn)定，受回收天然氣壓力影響較大。因現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。采用液氮作為制冷劑，充分利用液氮的冷能液化回收的放空氣。由于液氮價(jià)格低廉，來(lái)源也十分廣泛，液氮溫度在常壓下為-196℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于lng溫度，可以簡(jiǎn)化液化流程，增加收益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有放空天然氣回收裝置存在的機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)、液化效率不穩(wěn)定、設(shè)備投資過(guò)大等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可遠(yuǎn)程控制的利用液氮冷能回收放空天然氣的可車載移動(dòng)裝置。

2、一種可遠(yuǎn)程控制的利用液氮冷能回收放空天然氣的可車載移動(dòng)裝置，包括：液氮儲(chǔ)罐、離心泵、節(jié)流閥、板翅式換熱器、溫度控制器、lng儲(chǔ)罐；采用低溫液氮對(duì)放空天然氣進(jìn)行液化處理，可車載移動(dòng)，可動(dòng)態(tài)控制；存放在液氮儲(chǔ)罐的液氮經(jīng)過(guò)泵的加壓，進(jìn)入換熱器與回收的天然氣進(jìn)行換熱，液氮失去冷能后排入空氣，液化后的天然氣經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，進(jìn)入lng儲(chǔ)罐暫存，之后可注入lng管道也可直接出售。

3、所述液化處理采用板翅式換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)；采用離心泵使液氮進(jìn)入所述板翅式換熱器的冷介質(zhì)通道，所述板翅式換熱器的熱介質(zhì)通道通入放空天然氣；通過(guò)節(jié)流閥控制液氮的流量，使液化處理后的天然氣溫度不低于-152℃。

4、所述的放空天然氣回收裝置，液化后的天然氣通過(guò)所述板翅式換熱器的冷介質(zhì)通道出口經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，進(jìn)入lng儲(chǔ)罐暫存；液氮失去冷能后通過(guò)所述板翅式換熱器的熱介質(zhì)通道出口排入大氣。

5、所述動(dòng)態(tài)控制采用溫度控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述動(dòng)態(tài)控制通過(guò)溫度控制器設(shè)定天然氣出口溫度的范圍，從而調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度來(lái)調(diào)節(jié)液氮流量，使天然氣出口溫度控制在-152℃~-175℃的范圍內(nèi)。

6、本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，省卻了膨脹機(jī)，節(jié)約成本，使用板翅式換熱器，減小占地面積，提高液化效率，充分利用液氮冷能液化放空的天然氣，便于車載移動(dòng)，可動(dòng)態(tài)控制。液氮失去冷能后排入空氣，液化后的天然氣可注入lng管道也可直接出售。放空天然氣的壓力在1mpa~4mpa之間時(shí)，液化率為100%，0.2mpa~1mpa之間時(shí)，最低液化率為98.23%。適用于放空量小，氣壓波動(dòng)范圍大，氣源分布零散，甲烷含量較高，無(wú)需進(jìn)行脫除輕烴等操作的壓氣站和輸氣站。

技術(shù)特征：

1.一種可遠(yuǎn)程控制的利用液氮冷能回收放空天然氣的可車載移動(dòng)裝置，其特征在于，包括：液氮儲(chǔ)罐（1）、離心泵（2）、節(jié)流閥（3）、板翅式換熱器（4）、節(jié)流閥（5）、溫度控制器（6）、lng儲(chǔ)罐（7）；采用低溫液氮對(duì)放空天然氣進(jìn)行液化處理，可車載移動(dòng)，可遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)控制；存放在液氮儲(chǔ)罐的液氮經(jīng)過(guò)泵的加壓，進(jìn)入換熱器與回收的天然氣進(jìn)行換熱，液氮失去冷能后排入空氣，液化后的天然氣經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，進(jìn)入lng儲(chǔ)罐暫存，之后可注入lng管道也可直接出售；適用于放空量小，氣壓波動(dòng)范圍大，氣源分布零散，甲烷含量較高，無(wú)需進(jìn)行脫除輕烴等操作的壓氣站和輸氣站。

2.如權(quán)利要求1所述的放空天然氣回收裝置，其特征在于，所述液化處理采用板翅式換熱器（4）來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需膨脹機(jī)；采用離心泵（2）使液氮進(jìn)入所述板翅式換熱器（4）的冷介質(zhì)通道，所述板翅式換熱器（4）的熱介質(zhì)通道通入放空天然氣；通過(guò)節(jié)流閥（3）控制液氮的流量，使液化處理后的天然氣溫度不低于-152℃。

3.如權(quán)利要求1所述的放空天然氣回收裝置，其特征在于，液化后的天然氣通過(guò)所述板翅式換熱器（4）的冷介質(zhì)通道出口經(jīng)過(guò)節(jié)流閥（5），進(jìn)入lng儲(chǔ)罐（7）暫存；液氮失去冷能后通過(guò)所述板翅式換熱器（4）的熱介質(zhì)通道出口排入大氣。

4.如權(quán)利要求1所述的放空天然氣回收裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)控制采用溫度控制器（6）來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述動(dòng)態(tài)控制通過(guò)溫度控制器（6）設(shè)定天然氣出口溫度的范圍，從而調(diào)節(jié)節(jié)流閥（3）的開度來(lái)調(diào)節(jié)液氮流量，使天然氣出口溫度控制在-152℃~-175℃的范圍內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可遠(yuǎn)程控制的利用液氮冷能回收放空天然氣的可車載移動(dòng)裝置。它包括液氮儲(chǔ)罐、離心泵、節(jié)流閥、板翅式換熱器、溫度控制器、LNG儲(chǔ)罐；采用低溫液氮對(duì)放空天然氣進(jìn)行液化處理；存放在液氮儲(chǔ)罐的液氮經(jīng)過(guò)泵的加壓，進(jìn)入換熱器與回收的天然氣進(jìn)行換熱，液氮失去冷能后排入空氣，液化后的天然氣經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐暫存，之后可注入LNG管道也可直接出售。本發(fā)明流程簡(jiǎn)單，無(wú)需膨脹機(jī)，設(shè)備投資費(fèi)用低、體積小，可車載移動(dòng)；可遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)控制，無(wú)需工作人員長(zhǎng)時(shí)間駐守在裝置旁；回收放空天然氣壓力區(qū)間包括但不限于0.2MPa?4MPa，液化效率穩(wěn)定，其液化率最低為98.2%；適用于放空量小，氣壓波動(dòng)范圍大，氣源分布零散，甲烷含量較高，無(wú)需進(jìn)行脫除輕烴等操作的壓氣站和輸氣站。

技術(shù)研發(fā)人員：戴孟杰,戴子龍,劉玲欣,何建軍,張建磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9