天然气高效液化回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天然气的低温存储和运输，具体是一种天然气高效液化回收装置。
【背景技术】
[0002]目前，天然气的生产、存储和运输主要有两种方式:一是气体方式，通过加压使用高压存储，采用车辆或管道运输;二是将天然气液化，以大幅度降低存储体积。气体车辆方式占体积太大，运输不便，气体管道方式必须有足够的数量和稳定的气源，才有可能。而液体方式，也要有一定充足的气源，技术复杂，投资成本巨大。对生产、存储和使用中存在或产生的连续或非连续的小、散天然气气源，则因现有技术投资太过高昂往往都无法回收和利用，大部分都白白的直接排空或燃烧后排掉了。不仅白白浪费资源，还会污染环境，产生安全隐患等等。
[0003]现有天然气液化回收技术中，因天然气(主要是甲烷气)液化温度高达-160度，这种深冷的产生需要多级的高压压缩和冷凝换热，由于条件苛刻，设备都十分高昂，不达到一定规模基本没有经济价值，目前基本没有适合非连续或小型的天然气液化的经济实用技术。在现有技术中也有采用液氮换热器液化回收天然气的，但需要换热器面积巨大、需要特殊低温容器设备，加之操作复杂也未被市场接受。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提供一种低成本、便于应用的天然气高效液化回收装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:
[0006]—种天然气高效液化回收装置，包括:低温容器，低温容器内盛有液氮，低温容器内的液氮上部有气相空间；
[0007]天然气预冷换热器，天然气预冷换热器的管程两端连接在天然气输入管道上，天然气预冷换热器管程的天然气进气端装有进气阀和进气压力检测仪表;天然气输入管道引入低温容器内，其天然气的出口端延伸至低温容器内的液氮底层；
[0008]天然气预冷换热器的壳程与低温容器的气相空间之间连接氮气排气管，天然气预冷换热器壳程的氮气进口装有排气阀和排气压力检测仪表；
[0009]液氮加入或LNG抽出管道与天然气预冷换热器的天然气进气端连接，液氮加入或LNG抽出管道上装有控制阀；
[0010]进气阀和进气压力检测仪表、排气阀和排气压力检测仪表、控制阀与控制器连接。[0011 ]进一步的，氮气排气管内径截面积大于天然气输入管道的内径横截面积。
[0012]进一步的，天然气输入管道是一根或多根，从低温容器顶部引入并垂直延伸至低温容器内的液氮底层中心附近，天然气的出口端设置导流装置。
[0013]进一步的，天然气预冷换热器垂直或倾斜安装在低温容器的上方。
[0014]进一步的，低温容器为450L低温气瓶。
[0015]本实用新型的原理是:
[0016]利用液氮沸点为-196°C和天然气(主要指甲烷，以下均以甲烷气特性为例)液化温度为-161.5度，甲烷结冰温度为-182.5度的各自不同的沸点、冰点及饱和温度与压力的差异，只要将液氮温度控制在高于-182.5°C (如-1SrC )，则通入液氮中的甲烷就不会冻结又能迅速液化。又因控制低温容器内液氮饱和温度点远低于液体甲烷的沸点，甲烷在此温度和压力下不会气化;液氮吸收通入的天然气热能后就会升温，当液氮温度高于控制的饱和压力值时，就会有部分液氮被气化而维持控制的饱和压力下的温度，随着不断的外部天然气的进入液化，低温容器内的液氮也就会逐步被汽化排出容器，当低温容器内的液氮全部被汽化排出后，容器内液体被全部置换成了液体天然气即LNG。
[0017]此时的LNG液体是依然在冰点温度附近的过冷液体，该温度下天然气不会汽化，在原有控制压力下因液氮绝大部分均匀汽化，没有氮气再排出，在原有阀门开度下，瓶内压力会迅速降低，在新的压力下残存的液氮继续被汽化排出低温容器外，这样就实现了液氮和LNG的分离，亦即:可以在液体甲烷和液氮混合下高效换热完成天然气的液化，又能最终使液氮汽化从LNG液体中完全分离出去。
[0018]综上所述，采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其有益效果是:
[0019]通过控制低温容器内部液体饱和压力，从而间接控制低温饱和液体温度高于天然气冰点的温度，使天然气只被液化，并使液氮汽化分离;再通过测量进出低温容器气体的压力变化来判断液氮是否全部汽化排出；回收结束后可用直接更换新的充满液氮低温容器，或控制容器压力，将液化的天然气导出到其它容器中、再加液氮重新吸收天然气，实现连续回收。本实用新型最大的优势就是设备投资成本低廉，又不影响LNG正常使用，可广泛用于微小型气源的液化，尤其适合LNG加气的BOG回收。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0021 ]图中:1-低温气瓶;2-氮气排气管;3-天然气输入管道;4-天然气预冷换热器;5-进气压力检测仪表;6-排气压力检测仪表;7-控制器;8-排气阀；9-进气阀；10-控制阀；11-液氮加入或LNG抽出管道。
【具体实施方式】
[0022]以下结合实施例对本实用新型作进一步阐述，但本实施例不对本实用新型构成任何限制。
[0023]本实施例以LNG加气站的LNG储罐的BOG回收进行说明。
[0024]参见图1，本实施例中的低温容器为特制的450L低温气瓶I，投入前充入90%容积的
0.3mpa左右的液氮;天然气预冷换热器4的管程两端连接在天然气输入管道3上，天然气预冷换热器4管程的天然气进气端装有进气阀9和进气压力检测仪表5;天然气输入管道3引入低温气瓶I内，其天然气的出口端延伸至低温气瓶I内的液氮底层；
[0025]天然气预冷换热器4的壳程与低温气瓶I的气相空间之间连接氮气排气管2，天然气预冷换热器4壳程的氮气进口装有排气阀8和排气压力检测仪表6;
[0026]液氮加入或LNG抽出管道11与天然气预冷换热器4的天然气进气端连接，液氮加入或LNG抽出管道11上装有控制阀10;
[0027]进气阀9和进气压力检测仪表5、排气阀8和排气压力检测仪表6、控制阀10与控制器7连接。
[0028]因本实施例是用于回收LNG储罐的BOG气体，故可以关闭控制阀10，甚至可以不设液氮加入或LNG抽出管道11及控制阀10;B0G液化回收后，可对低温气瓶I进行增压，增压到低温气瓶I内压力高于LNG储罐压力后，直接通过天然气输入管道3、进气阀9及LNG储罐的气相排气官，将低温LNG从LNG储触顶部嗔入到储触中。
[0029]进气阀9接加气站LNG储罐的气相排气管路，当LNG储罐压力到达排出BOG压力时或者需要为储罐降低压力便于回气操作时，打开进气阀9，如果进气压力检测仪表5的压力值高于排气压力检测仪表6值时，暂不开排气阀8，如果进气压力检测仪表5减掉排气压力检测仪表6压差低于一定值，或者排气压力检测仪表6压力高于设置的低温气瓶I内需要控制的压力值时，均在打开进气阀9的同时打开排气阀8，排气阀8采用调节阀，低温气瓶I的压力即排气压力检测仪表6显示的压力。
[0030]进气阀9开启后，BOG气体首先通入到天然气预冷换热器4中预冷，预冷的BOG通过