一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统的制作方法

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1.本实用新型属于氦气提取领域，尤其涉及一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统。


背景技术：

2.氦气是国防军工和高科技产业发展中不可或缺的稀有物质之一，在我国氦气资源也相对贫乏，氦气的提取与回收在利用具有重要的战略意义；氦气主要是从天然气(lng)中进行提取，天然气在存储输送时易蒸发气化(bog)，这些产生的蒸发尾气会集中回收到bog储罐内，这些尾气中氦气浓度大约为5％至15％左右，同样也是一种非常具有经济价值的氦气回收资源，目前氦气的主要提取方法有深冷法、吸收法、膜渗透法(气体分离膜)，其中膜渗透法的基本原理是指在压力差为推动力的作用下，利用气体混合物中各组分在膜中渗透速率的不同而使各组分分离的过程，而在此过程中压差和温度对膜渗透法的影响较大，其中温度的提高会促进渗透过程的进行，随着温度的提高分子的运动速度增快,膜中高分子链段的震动频率加快、震动幅度加大，因此分子将更快、更容易地通过膜，但也是由于此原因使得高分子链段震动幅度的加大，使膜对各种气体分子选择性通过的能力减弱，即分离系数的降低，使得部分氦气(大约为3-5％左右)无法及时的得到渗透，并与甲烷等其他气体被一同输送至其他工艺程序中或是直接进入到火炬系统中排走，导致此部分氦气的流失，从而造成稀缺资源的进一步浪费和损失。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，并克服了上述现有技术的不足，其有效的解决了现有氦气在提取过程中的的流失问题。
4.本实用新型的内容：一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，包括依次连接的lng存储罐、bog存储罐、第一级增压器、第一级膜分离单元、第二级增压器、第二级膜分离单元，还包括甲烷混合气储存单元，所述第一级膜分离单元和所述第二级膜分离单元的非渗透气出口均与所述甲烷混合气储存单元的进口连接，所述甲烷混合气储存单元的出口与所述第二级增压器的进口连接。
5.进一步的，所述甲烷混合气储存单元的出口与燃烧室单元的进口连接，所述燃烧室单元的出口与脱水、脱碳单元的进口连接，所述脱水、脱碳单元的出口与所述第二级增压器的进口连接。
6.进一步的，所述第二级膜分离单元的出口与吸附单元的入口连接。
7.本实用新型的有益效果：通过设置的甲烷混合气储存单元有效的将第一、二级膜分离单元中的非渗透气体集中回收，并且经过燃烧室单元和脱水、脱碳单元的净化处理将氦气再次输送到系统中进行膜分离，保证了非渗透气体集中所携带的氦气不会流水，避免了此稀缺资源的浪费和损失。
附图说明：
8.图1为本实用新型的系统流程图；
具体实施方式：
9.如图1所示，本实施例以液化天然气中所含氦尾气400nm3/h为例，其组成成分为：ch4：78.16％(含量)、n2：14.68％(含量)、he：5.3％(含量)、h2：1.86％(含量)，lng存储罐产生的尾气进入bog储存罐内，并且在第一级增压器的加压后进入到第一级膜分离单元，在第一级膜分离单元内进两段膜分离后，其中非渗透气体的主要成分为甲烷气体(72.12％)并包含少量的氦气气体(1.2％)，并进入到甲烷混合气存储单元内，此时渗透气体主要成分为氦气体(4.1％)并且在第二级增压器的再次加压后进入到第二级膜分离单元，在第二级膜分离单元内进两段膜分离后，其中非渗透气体的主要成分为残留的甲烷气体(6.04％)并包含少量的氦气气体(0.6％)，并一同进入到甲烷混合气存储单元内，此时渗透气体主要成分为氦气体(3.5％)，第一、二阶段的甲烷混合气存储单元内的气体集中进入到燃烧室内进行除甲烷的过程，并且再进入到脱水、脱碳单元内进行净化处理，并获得净化处理后其主要成分为1.8％的氦气，并且在次进入到第二级增压器内进行增压，再次进入到第二级膜分离单元，此时第二级膜分离单元内所述渗透的氦气含量为5.1％，最后第二级膜分离单元的渗透气体进入到吸附单元进行最后的净化吸附处理，将最后残余的其他气体吸附，将天然气中氦尾气5.3％提取出。
10.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，包括依次连接的lng存储罐、bog存储罐、第一级增压器、第一级膜分离单元、第二级增压器、第二级膜分离单元，其特征在于：还包括甲烷混合气储存单元，所述第一级膜分离单元和所述第二级膜分离单元的非渗透气出口均与所述甲烷混合气储存单元的进口连接，所述甲烷混合气储存单元的出口与所述第二级增压器的进口连接。2.根据权利要求1所述的一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，其特征在于：所述甲烷混合气储存单元的出口与燃烧室单元的进口连接，所述燃烧室单元的出口与脱水、脱碳单元的进口连接，所述脱水、脱碳单元的出口与所述第二级增压器的进口连接。3.根据权利要求1所述的一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，其特征在于：所述第二级膜分离单元的出口与吸附单元的入口连接。

技术总结
本实用新型公开了一种液化天然气含氦尾气提取的二次回收系统，包括依次连接的LNG存储罐、BOG存储罐、第一级增压器、第一级膜分离单元、第二级增压器、第二级膜分离单元，其特征在于：还包括甲烷混合气储存单元，所述第一级膜分离单元和所述第二级膜分离单元的非渗透气出口均与所述甲烷混合气储存单元的进口连接，所述甲烷混合气储存单元的出口与所述第二级增压器的进口连接；本实用新型的有益效果：通过设置的甲烷混合气储存单元有效的将第一、二级膜分离单元中的非渗透气体集中回收，并且经过燃烧室单元和脱水、脱碳单元的净化处理将氦气再次输送到系统中进行膜分离，保证了非渗透气体集中所携带的氦气不会流水，避免了此稀缺资源的浪费和损失。缺资源的浪费和损失。缺资源的浪费和损失。


技术研发人员：张志伟 刘鑫源 王卫国
受保护的技术使用者：包头市寰达新能源有限责任公司
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2023/3/21