CN104565809B - 一种cng加气及cng液化加气组合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，它包括顺次连接的脱二氧化碳装置（1）、脱水装置（2）、CNG压缩机（3）和CNG储气罐（4），它还包括液化冷箱（16）、设置在液化冷箱（16）内的液化换热器（5）、LNG一级分离器（6）和LNG闪蒸分离器（7），液化换热器（5）内设置有BOG出气管A（8）、BOG出气管B（9）和富裕CNG进气管道（10）。本发明的有益效果是：投资少、操作简单方便、运行成本低、提高设备利用率、使CNG加气站同时具备CNG加气与LNG加气的功能，满足了当CNG加气减少或无加气时能够提供LNG加气或贮存。

Description

一种CNG加气及CNG液化加气组合装置
技术领域
本发明涉及CNG加气及CNG液化加气的技术领域，特别是一种CNG加气及CNG液化加气组合装置。
背景技术
“十一五”期间，CNG汽车等新型清洁能源汽车已被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，中国将致力于组织实施涉及CNG汽车在内的各种清洁能源汽车的重大科技项目。2012年10月，为了鼓励、引导和规范天然气下游利用领域，国家发展改革委制定了天然气利用政策，CNG汽车被确定为天然气利用领域优先用气类之一。
LNG能量密度大，同样容积的LNG车用罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍，续驶里程长，目前大型LNG货车一次加气可连续行驶1000-3000Km，非常适合长途运输的需要，用LNG供作汽车燃料比用CNG供作汽车燃料更具优越性。21世纪10至20年代天然气汽车，特别是LNG汽车的迅速发展将是一个必然的趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种投资少、操作简单方便、运行成本低、提高设备利用率、使CNG加气站同时具备CNG加气与LNG加气的功能，满足了当CNG加气减少或无加气时能够提供LNG加气或贮存的CNG加气及CNG液化加气组合装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，它包括顺次连接的脱二氧化碳装置、脱水装置、CNG压缩机和CNG储气罐，它还包括液化冷箱、设置在液化冷箱内的液化换热器、LNG一级分离器和LNG闪蒸分离器，所述的液化换热器内设置有BOG出气管A、BOG出气管B和富裕CNG进气管道；
所述的LNG一级分离器的入口端F经节流阀a与富裕CNG进气管道的出口端连接，富裕CNG进气管道的入口端经调节阀d与CNG储气罐的出口端M连接，LNG一级分离器的出口端D与BOG出气管B的进口端连接，BOG出气管B的出口端与CNG压缩机的入口端连接，LNG一级分离器的出口端E经节流阀b与LNG闪蒸分离器的入口端F连接；
所述的LNG闪蒸分离器的出口端D与BOG出气管A的进口端连接，BOG出气管A的出口端与CNG压缩机的入口端连接，LNG闪蒸分离器的出口端E与调节阀c的一端连接，调节阀c的另一端与液化冷箱的外部连通。
所述的液化冷箱由冷箱壳体、设置在冷箱壳体内的设备、管道、阀门、仪表元件和填充在冷箱壳体内的绝热材料组成。
所述的CNG储气罐的出口端M与富裕CNG进气管道的入口端之间设置有压力计、温度计和流量计。
所述的液化换热器上设置有用于检测液化换热器内LNG液位的液位计。
所述的BOG出气管A和BOG出气管B的出口端与CNG压缩机的入口端之间设置有温度计、压力计和截断阀。
所述的富裕CNG进气管道的出口端与LNG一级分离器的入口端F之间设置有位于节流阀a两侧的温度计和压力计。
所述的LNG一级分离器上设置有液位计。
所述的LNG闪蒸分离器上设置有压力计和液位计。
本发明具有以下优点：本发明使CNG加气站同时具有CNG加气、LNG加气和LNG贮存功能。本发明可依据加气站实际加气业务情况，灵活调节CNG加气和LNG加气，适合推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图中，1-脱二氧化碳装置，2-脱水装置，3-CNG压缩机，4-CNG储气罐，5-液化换热器，6-LNG一级分离器，7-LNG闪蒸分离器，8-BOG出气管A，9-BOG出气管B，10-富裕CNG进气管道，11-节流阀a，12-调节阀d，13-节流阀b，14-调节阀c，15-截断阀，16-液化冷箱，17-引射器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例一：如图1所示，一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，它包括顺次连接的脱二氧化碳装置1、脱水装置2、CNG压缩机3和CNG储气罐4，它还包括液化冷箱16、设置在液化冷箱16内的液化换热器5、LNG一级分离器6和LNG闪蒸分离器7，所述的液化换热器5内设置有BOG出气管A8、BOG出气管B9和富裕CNG进气管道10，所述的液化冷箱16由冷箱壳体、设置在冷箱壳体内的设备、管道、阀门、仪表元件和填充在冷箱壳体内的绝热材料组成。
所述的LNG一级分离器6的入口端F经节流阀a11与富裕CNG进气管道10的出口端连接，富裕CNG进气管道10的入口端经调节阀d12与CNG储气罐4的出口端M连接，LNG一级分离器6的出口端D与BOG出气管B9的进口端连接，BOG出气管B9的出口端与CNG压缩机3的入口端连接，LNG一级分离器6的出口端E经节流阀b13与LNG闪蒸分离器7的入口端F连接。
所述的LNG闪蒸分离器7的出口端D与BOG出气管A8的进口端连接，BOG进气管A8的出口端与CNG压缩机3的入口端连接，LNG闪蒸分离器7的出口端E与调节阀c14的一端连接，调节阀c14的另一端与液化冷箱16的外部连通。
所述的CNG储气罐4的出口端M与富裕CNG进气管道10的入口端之间设置有压力计、温度计和流量计，依据温度、压力和流量数据，通过调节阀d12调节液化冷箱16工况和分配CNG加气与LNG加气。
所述的液化换热器5上设置有用于检测液化换热器5内LNG液位的液位计。
所述的BOG出气管A8和BOG出气管B9的出口端与CNG压缩机3的入口端设置有温度计、压力计和截断阀15，温度和压力值用于指导液化冷箱16工况调节。
所述的富裕CNG进气管道10的出口端与LNG一级分离器6的入口端F之间设置有位于节流阀a11两侧的温度计和压力计。
所述的LNG一级分离器6上设置有液位计，液位计可显示LNG一级分离器6中LNG液位。所述的LNG闪蒸分离器7上设置有压力计和液位计，保证LNG压力控制在0.5～8barg，液位计显示其内LNG的液位。
本实施例一的工作过程包括以下步骤：
S1、CNG加气的实现，先将压力为0.2~10barg的原料CNG气体通入脱二氧化碳装置1内，脱二氧化碳装置1采用MDEA脱二氧化碳或分子筛脱二氧化碳工艺脱除原料CNG气体中的二氧化碳；
S2、脱掉二氧化碳的CNG气体进入脱水装置2内，脱水装置2采用分子筛或活性氧化铝或分子筛与活性氧化铝组合脱水工艺脱除原料CNG气体中的水分；
S3、脱掉水分的CNG气体进入CNG压缩机3，CNG压缩机3将脱除二氧化碳和水分的CNG气体增压压缩到150～250barg，制得高压净化CNG气体，高压净化CNG气体进入CNG储气罐4内；
S4、高压净化的CNG气体经CNG储气罐4采用储气井或储气罐的工艺，降低气体压力波动幅度并分离出可能凝析出的烃，得到压力稳定的高压净化CNG，从而在CNG储气罐4的出口端N处实现CNG加气；
S5、当CNG加气减少或无加气时，将S3中的高压净化CNG气体顺次经调节阀d12和富裕CNG进气管10的入口端通入液化换热器5内，液化换热器5将高压净化CNG液化为LNG，LNG顺次经富裕CNG进气管10的出口端和节流阀a11进入LNG一级分离器6内；
S6、LNG一级分离器6将LNG与节流闪蒸出的BOG气体分离，低温BOG气体顺次经LNG一级分离器6的出口端D和BOG出气管B9进入液化换热器5内，以为冷却和液化CNG提供冷量，随后复温后的BOG气体经BOG出气管B9的入口端进入CNG压缩机3内；
S7、经S6中分离后的LNG经节流阀b13进入LNG闪蒸分离器7内，LNG与闪蒸出的BOG气体分离，低温BOG气体顺次经LNG闪蒸分离器7的出口端D和BOG出气管A8进入液化换热器5内，以为冷却和液化CNG提供冷量，随后复温后的BOG气体经BOG出气管A8的出口端进入CNG压缩机3内，而经LNG闪蒸分离器7分离后制得0.5~8barg的LNG，从而实现了LNG加气或贮存。
因此，本发明利用了当在CNG加气间歇期间或CNG加气量减少时，CNG压缩机不需要停机，将CNG加气富裕的气体部分或全部液化，并外送加气或贮存，提高了设备的利用率，运行成本也低。
实施例二：如图2所示，本实施例二与实施例一的区别在于：LNG一级分离器6的入口端F连接有引射器17，LNG一级分离器6的出口端E与LNG闪蒸分离器7的入口端F连接，LNG一级分离器6的出口端D经液化换热器5与CNG压缩机3的入口端连接，LNG闪蒸分离器7的出口端D与引射器17连接，引射器17与CNG储气罐4的出口端连接。
本实施例二的工作过程包括以下步骤：
S1、CNG加气的实现，先将压力为0.2~10barg的原料CNG气体通入脱二氧化碳装置1内，脱二氧化碳装置1采用MDEA脱二氧化碳或分子筛脱二氧化碳工艺脱除原料CNG气体中的二氧化碳；
S2、脱掉二氧化碳的CNG气体进入脱水装置2内，脱水装置2采用分子筛或活性氧化铝或分子筛与活性氧化铝组合脱水工艺脱除原料CNG气体中的水分；
S3、脱掉水分的CNG气体进入CNG压缩机3，CNG压缩机3将脱除二氧化碳和水分的CNG气体增压压缩到150～250barg，制得高压净化CNG气体，高压净化CNG气体进入CNG储气罐4内；
S4、高压净化的CNG气体经CNG储气罐4采用储气井或储气罐的工艺，降低气体压力波动幅度并分离出可能凝析出的烃，得到压力稳定的高压净化CNG，从而在CNG储气罐4的出口端N处实现CNG加气；
S5、当CNG加气减少或无加气时，将S3中的高压净化CNG气体通入液化换热器5内，液化换热器5将高压净化CNG液化为LNG，LNG顺次经富裕CNG进气管10、引射器17通入LNG一级分离器6内，LNG一级分离器6将LNG的压力降低到6~8barg并通入LNG闪蒸分离器7内，LNG闪蒸分离器7分离出的BOG气体经引射器17进入LNG一级分离器6内，LNG一级分离器6内的低温BOG气体经BOG出气管A8返流进入液化换热器5内，为冷却和液化CNG提供冷量，随后复温后的BOG气体经BOG出气管A8的出口端进入CNG压缩机3内。
因此，本发明利用了当在CNG加气间歇期间或CNG加气量减少时，CNG压缩机不需要停机，将CNG加气富裕的气体部分或全部液化，并外送加气或贮存，提高了设备的利用率，运行成本也低。

Claims (8)

1.一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：它包括顺次连接的脱二氧化碳装置（1）、脱水装置（2）、CNG压缩机（3）和CNG储气罐（4），它还包括液化冷箱（16）、LNG一级分离器（6）、LNG闪蒸分离器（7）和液化换热器（5），所述的液化换热器（5）、LNG一级分离器（6）和LNG闪蒸分离器（7）均设置于液化冷箱（16）内，所述的液化换热器（5）内设置有BOG出气管A（8）、BOG出气管B（9）和富裕CNG进气管道（10）；
所述的LNG一级分离器（6）的入口端F经节流阀a（11）与富裕CNG进气管道（10）的出口端连接，富裕CNG进气管道（10）的入口端经调节阀d（12）与CNG储气罐（4）的出口端M连接，LNG一级分离器（6）的出口端D与BOG出气管B（9）的进口端连接，BOG出气管B（9）的出口端与CNG压缩机（3）的入口端连接，LNG一级分离器（6）的出口端E经节流阀b（13）与LNG闪蒸分离器（7）的入口端F连接；
所述的LNG闪蒸分离器（7）的出口端D与BOG出气管A（8）的进口端连接，BOG出气管A（8）的出口端与CNG压缩机（3）的入口端连接，LNG闪蒸分离器（7）的出口端E与调节阀c（14）的一端连接，调节阀c（14）的另一端与液化冷箱（16）的外部连通。
2.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的液化冷箱（16）由冷箱壳体、设备、管道、阀门以及仪表元件组成，所述的设备、管道、阀门以及仪表元件均设置于冷箱壳体内，所述的冷箱壳体内填充有绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的CNG储气罐（4）的出口端M与富裕CNG进气管道（10）的入口端之间设置有压力计、温度计和流量计。
4.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的液化换热器（5）上设置有用于检测液化换热器（5）内LNG液位的液位计。
5.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的BOG出气管A（8）和BOG出气管B（9）的出口端与CNG压缩机（3）的入口端之间设置有温度计、压力计和截断阀（15）。
6.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的富裕CNG进气管道（10）的出口端与LNG一级分离器（6）的入口端F之间设置有位于节流阀a（11）两侧的温度计和压力计。
7.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的LNG一级分离器（6）上设置有液位计。
8.根据权利要求1所述的一种CNG加气及CNG液化加气组合装置，其特征在于：所述的LNG闪蒸分离器（7）上设置有压力计和液位计。
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