一种天然气BOG冷凝回收系统的制作方法

本实用新型涉及一种天然气BOG冷凝回收系统。

背景技术：

LNG(液化天然气)在常压下的液化温度约为-162℃，尽管LNG储运设备或LNG输送管道均采取了良好的保冷保护措施，但由于其与环境之间存在很大的温差，LNG在储存、运输过程中的吸热蒸发总是存在，BOG(LNG在储存、运输等过程中自然吸热蒸发的气体，或称为闪蒸汽)的产生不可避免。LNG随着吸热量的不断增加，BOG的产生量会逐渐增加，LNG储运压力随之也会不断上升，此情况下若未采取有效的降压措施，为避免造成超压安全等事故，当LNG储运压力达到一定压力时，一般会通过向大气放散方式自动或手动进行卸压，BOG的放散会造成环境污染、能源浪费和经济损失。为此，BOG的回收利用便成为LNG应用工程中需要解决的问题。

目前已有的LNG加气站的BOG冷凝回收系统一般采用液氮冷却BOG，通过温度更低的液氮和含有BOG的LNG发生液液热交换，冷却含有BOG的LNG，将BOG冷凝，减少BOG的排放。这种系统换热效率较高，可以避免环境污染，然而液氮的引入必然需要后续流程加入氮气排放装置，同时液氮气化成氮气容易产生高压，需要专门设置氮气压力检测装置以保证加气站安全。

技术实现要素：

为克服现有LNG加气站中BOG冷凝回收系统的问题，本实用新型提供一种结构更简单、冷却效率更高的BOG冷凝回收系统。所述天然气BOG冷凝回收系统，利用液化天然气和BOG之间的温度差进行热交换，利用低温的液化天然气对BOG进行冷却，不必引入液氮冷却，避免了后期氮气处理问题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种天然气BOG冷凝回收系统，包括第一冷凝装置、压缩装置、第二冷凝装置、回收管路和BOG循环管路，所述第一冷凝装置包括冷凝罐本体、所述冷凝罐本体内部从下向上依次设置液体导出管路、液体贮存结构、BOG输入接口、第一喷雾器、第一填充层、第二喷雾器、第二填充层、第三填充层和BOG输出管路；第一冷凝装置、压缩装置、第二冷凝装置依次连接，第一冷凝装置与回收管路连接，回收管路通过第一冷凝装置底部的液体导出管路与第一冷凝装置连接，BOG循环管路连接第二冷凝装置后端和第一冷凝装置前端形成循环通路。

第一喷雾器和第二喷雾器分别与LNG输入管路连通，从LNG储罐底部抽出、并用泵升压的液化天然气通过LNG输入管路，经LNG输入管路上设置的流量调节阀调节，进入BOG冷凝回收系统。BOG输入接口与BOG输入管路连通，从LNG储罐上部抽出后经压缩机升压、预冷却装置冷却处理后的BOG从BOG输入管路进入天然气BOG冷凝回收系统。

第一喷雾器向上方喷出液化天然气喷雾，与BOG流动方向相同，将BOG卷入液化天然气喷雾中；第二喷雾器向下喷出液化天然气喷雾。在第一填充层处液化天然气喷雾与BOG进行充分气液接触，低温的液化天然气将BOG冷却。在第一填充层处冷却后以蒸气形式上升的BOG在通过第二填充层时，BOG中的雾气被吸收，在通过第三填充层时雾气被除去，再经由BOG输出管路导出，进入压缩装置。从BOG输出管路导出的BOG基本不含有雾气，从而不会影响后续压缩装置压缩机的性能，避免介质带液损害压缩机内部结构。

优选的，第一填充层和第二填充层均采用金属材料网制成。第二填充层填充材料的孔径比第一填充层小，更易于吸附BOG雾。第三填充层为孔径细小的陶瓷制成。在第二填充层或第三填充层处吸附的液化天然气雾滴相互结合形成更大雾滴，向下落入液体贮存结构。

落入液体贮存结构的液化天然气液体通过回收管路被输送回LNG储罐中。

压缩装置通过BOG管路一端与第一冷凝装置1通过BOG输出管路连通，另一端通过BOG管路连接第二冷凝装置。

优选的，所述压缩装置可采用涡旋增压式压缩机。

第二冷凝装置包括冷却水管路、热交换器、冷却水泵和散热装置。散热装置包括热交换器和风扇。冷却水管路连接冷却水泵、热交换器和散热装置形成回路。

冷凝罐本体顶部的BOG通过BOG输出管路进入压缩装置压缩增压后进入第二冷凝装置进行冷却。第二冷凝装置中，在热交换器处，压缩装置放出的BOG和冷却水进行热交换，使BOG管路中的冷却。吸收了热的冷却水流入散热装置的热交换器，利用风扇处空气流动将冷却水冷却。冷却后的冷却水被冷却水泵再送至热交换器处。

回收管路与第一冷凝装置底部的液体导出管路连通，另一端连接LNG储罐。

BOG输出管路设置有管理BOG流量的BOG输出阀，在BOG输出阀上游接近第二冷凝装置处分支出BOG循环管路，BOG循环管路另一端与BOG输入管路连接，在BOG循环管路上设置BOG循环阀，用于调节BOG循环管路进入BOG输入管路的流量。因此，在BOG气体使用量少时，关闭BOG输出阀、打开BOG循环阀，将BOG循环管路中的BOG输送到BOG输入管路，使得更多的BOG再液化。

优选的，在第一冷凝装置1的BOG输出管路17、压缩装置2的出口处、第二冷凝装置3的出口处分别安装了温度检测装置21、温度检测装置22、温度检测装置23。

所述第二冷凝装置将所述压缩装置增压后的BOG进行冷却，可采用翅片式冷凝器。从冷凝装置的BOG输出管路导出的BOG已降温至-100～-120℃，在压缩装置处压缩升温至60～70℃，在第二冷凝装置处冷却至30℃常温，可以经由输出管路输送出去，经本系统处理后的BOG为高纯度的天然气，可以作为燃气直接投入应用。

输出管路设置有管理BOG流量的BOG输出阀，在BOG输出阀上游接近第二冷凝装置处分支出BOG循环管路，BOG循环管路另一端与BOG输入管路连接，BOG循环管路连接第二冷凝装置后端和第一冷凝装置前端形成循环通路，在BOG循环管路上设置BOG循环阀，用于调节BOG循环管路进入BOG输入管路的流量。因此，在BOG气体使用量少时，关闭BOG输出阀、打开BOG循环阀，将BOG循环管路中的BOG输送到BOG输入管路，这样在冷凝装置、压缩装置之间循环的BOG量增加，使得更多的BOG再液化。

本实用新型提供的一种天然气BOG冷凝回收系统，其有益效果在于：

1.利用液化天然气的低温将BOG冷却和再冷却，冷却效能更高，且不必引入液氮等冷却液体，减少了除去液氮的过程，同时液化天然气和BOG均设置回收装置，不会造成浪费。

2.结构简单，减少了设备成本，以及检修和维护工作量，节约空间和能源，具有的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种天然气BOG冷凝回收系统的结构图.

其中，A-LNG输入管路，B-BOG输入管路，C-输出管路；

A1-流量调节阀，C1-BOG输出阀，51-BOG循环阀；

1-第一冷凝装置，2-压缩装置，3-第二冷凝装置，4-回收管路，5-BOG循环管路；10-冷凝罐本体，11-BOG输入接口，12-第一喷雾器，13-第一填充层，14-第二喷雾器，15-第二填充层，16-第三填充层，17-BOG输出管路，18-液体导出管路，19-液体贮存结构，20-BOG管路，21、22、23-温度检测装置，30-冷却水管路，31-热交换器，32-冷却水泵，33-散热装置，33a-热交换器，33b-风扇。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，一种天然气BOG冷凝回收系统，包括第一冷凝装置1、压缩装置2、第二冷凝装置3、回收管路4和BOG循环管路5。

第一冷凝装置1包括冷凝罐本体10、以及冷凝罐本体10内部从下向上依次为液体导出管路18、液体贮存结构19、BOG输入接口11、第一喷雾器12、第一填充层13、第二喷雾器14、第二填充层15、第三填充层16、BOG输出管路17。

压缩装置2为涡旋增压式压缩机，通过BOG管路一端与第一冷凝装置1通过BOG输出管路17连通，另一端通过BOG管路连接第二冷凝装置3。

第二冷凝装置3包括冷却水管路30、热交换器31、冷却水泵32和散热装置33。散热装置33包括热交换器33a和风扇33b。冷却水管路30连接冷却水泵32、热交换器31和散热装置33形成回路。热交换器31中，多个天然气管路和多个冷却流体管路交互层叠。散热装置33包括热交换器33a和风扇33b。在热交换器31处，压缩装置2放出的BOG和冷却水进行热交换，使天然气管路20中的BOG冷却。吸收了热的冷却水流入散热装置33的热交换器33a，利用风扇33b处空气流动将冷却水冷却。冷却后的冷却水被冷却水泵再送至热交换器31处。

回收管路4与第一冷凝装置1底部的液体导出管路18连通，另一端连接LNG储罐。

BOG循环管路5在BOG输出管路C分支出去，另一端连接至BOG输入管路B。

在第一冷凝装置1的BOG输出管路17、压缩装置2的出口处、第二冷凝装置3的出口处分别安装了温度检测装置21、温度检测装置22、温度检测装置23。

第一喷雾器12和第二喷雾器14分别与LNG输入管路A连通，从LNG储罐底部抽出、并用泵升压的液化天然气通过LNG输入管路A，经LNG输入管路A上设置的流量调节阀A1调节，进入BOG冷凝回收系统。BOG输入接口11与BOG输入管路B连通，从LNG储罐上部抽出后经压缩机升压、预冷却装置冷却处理后的BOG从BOG输入管路B进入BOG冷凝回收系统。第一喷雾器12向上方喷出液化天然气喷雾，与BOG流动方向相同，将BOG卷入液化天然气喷雾中；第二喷雾器14向下喷出液化天然气喷雾，与BOG充分接触，使后者高效冷却降温。

第一填充层13和第二填充层15均采用金属材料网多层重叠制成。第二填充层15填充材料的孔径比第一填充层13小，更易于吸附BOG雾。第三填充层16为孔径细小的陶瓷制成的过滤器。在第二填充层15或第三填充层16处吸附的液化天然气雾滴相互结合形成更大雾滴，向下落入液体贮存结构19。

落入液体贮存结构19的液化天然气液体通过回收管路4被输送回LNG储罐中。

冷凝罐本体10顶部的BOG通过BOG输出管路17进入涡旋增压式压缩机2压缩增压后进入第二冷凝装置3进行冷却。第二冷凝装置3中，在热交换器31处，压缩装置2放出的BOG和冷却水进行热交换，使BOG管路20中的BOG冷却。吸收了热的冷却水流入散热装置3的热交换器33a，利用风扇33b处空气流动将冷却水冷却。冷却后的冷却水被冷却水泵再送至热交换器31处。

从第一冷凝装置1的BOG输出管路17导出的BOG已降温至-100～-120℃，在压缩装置2处压缩升温至60～70℃，在第二冷凝装置3处冷却至30℃常温，可以经由输出管路C输送出去，经本系统处理后的BOG为高纯度的天然气，可以作为燃气直接投入应用。

BOG输出管路C设置有管理BOG流量的BOG输出阀C1，在BOG输出阀C1上游接近第二冷凝装置3处分支出BOG循环管路5，BOG循环管路5另一端与BOG输入管路B连接，在BOG循环管路5上设置BOG循环阀51，用于调节BOG循环管路51进入BOG输入管路B的流量。

虽然以上参考附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对本实用新型作出各种不同的修改和变化。因此，应该理解上述的实施例仅是一种技术方案，并不用于限定本实用新型。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。