CN104595710B - 液化天然气残液回收系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液化天然气残液回收系统，该回收系统包括用于盛装残液的残液罐(1)，残液罐(1)上的残液出口(11)与再冷凝器(4)上的残液进口(41)相连通，再冷凝器(4)上的冷凝液进口(42)与液体储罐(3)上的液化天然气出口(31)相连通，来自液体储罐(3)的液化天然气在再冷凝器(4)中对来自残液罐(1)的残液进行冷却液化。本发明还公开了一种液化天然气残液回收方法。本发明的液化天然气残液回收系统和方法减少了液化天然气残液的放散量，回收天然气再利用，高效节能；工艺流畅、控制稳定、操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气处理系统和方法，尤其涉及一种液化天然气残液回收系统和方法。
背景技术
目前，国内针对清洁能源的利用如火如荼，天然气为清洁能源中较为重要的组成部分，其燃烧后产生的污染物要远小于传统的化石原料，特别是液化天然气产业近些年在国内蓬勃兴起。液化天然气的应用正逐步走进各个行业，特别是交通运输业。车用天然气不仅仅局限于小型车辆，大型重卡等车辆也可以使用天然气作为燃料，减少污染物的排放。科学部于2009年发170号文件，“关于“十一五”863计划现代交通技术领域节能与新型能源汽车重大项目课题立项的通知”，专门解决液化天然气在重型卡车上的应用问题。
随着液化天然气产业的发展，大批量的液化天然气加气站及相关液化天然气生产设施在内蒙古、河北、河南、山西、山东等省市建成。但是，随之而来的问题就是液化天然气储罐内的残液排放与回收的问题难以解决。通常，液化天然气加气站需要通过槽罐车进行液化天然气的补充，但液化天然气槽罐车内的残液只能排放，回收非常困难，而且液化天然气加气站内的储罐内通常也会残留有部分残液，也只能通过放散来处理，而使用液化天然气的车辆气瓶内的残液也仅能放散。由于以上情况带来天然气的损耗通常可以占到天然气净用量的5％左右，有时甚至可以达到10％，由此带来的能源浪费数量总和相当惊人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、冷凝液化、高效节能的液化天然气残液回收系统和方法。
为实现上述目的，本发明的一种液化天然气残液回收系统和方法的具体技术方案为：
一种液化天然气残液回收系统，包括用于盛装残液的残液罐，残液罐上的残液出口与再冷凝器上的残液进口相连通，再冷凝器上的冷凝液进口与液体储罐上的液化天然气出口相连通，来自液体储罐的液化天然气在再冷凝器中对来自残液罐的残液进行冷却液化。
一种液化天然气残液回收方法，包括：将装载液化天然气的容器中的残液充装到残液罐中；将残液罐中的残液输送到再冷凝器中；将液体储罐中的液化天然气输送到再冷凝器中；来自液体储罐的液化天然气在再冷凝器中对来自残液罐的残液进行冷却液化。
本发明的液化天然气残液回收系统和方法具有以下优点：
1)减少了液化天然气残液的放散量；
2)利用液化天然气过冷状态下的冷量来冷却因运输和使用过程中容器内残存的液化天然气，气态天然气进行冷却使之液化，回收天然气重新被作为液化天然气利用，高效节能；
3)经过再冷凝后，原需放散的残液被二次冷凝，而且再冷凝过程中又充分利用已有液化天然气的冷量实现能量利用的最大化，整体天然气回收工艺流畅、控制稳定、操作简便。
附图说明
图1为本发明的液化天然气残液回收系统的结构示意图；
图2为本发明中的再冷凝器的结构示意图；
图3为本发明中的再冷凝器的内部剖视图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种液化天然气残液回收系统和方法做进一步详细的描述。
如图1所示，其示为本发明的液化天然气残液回收系统，包括用于盛装残液的残液罐1，残液罐1的残液出口11与再冷凝器4上的残液进口41相连通，再冷凝器4上的冷凝液进口42与液体储罐3的液化天然气出口31相连通，来自液体储罐3的液化天然气在再冷凝器4中作为冷凝液对来自残液罐1的残液进行冷却液化。其中，残液罐1的残液出口11与再冷凝器4的残液进口41相连通的管路上设置有低温泵7，再冷凝器4的冷凝液进口42与液体储罐3的液化天然气出口31相连通的管路上也设置有低温泵7。
进一步，再冷凝器4的残液回收出口43与残液回收罐2的残液回收进口21相连通，再冷凝器4中冷却后的残液可流入到残液回收罐2中。此外，残液回收罐2的气体出口22与残液罐1的气体进口12相连通，未被冷却的气态天然气可回流到残液罐1中。
进一步，残液回收罐2的回收液出口23与液体储罐3的回收液进口32相连通，残液回收罐2中的液体天然气可流入到液体储罐3中，其中，残液回收罐2的回收液出口23与液体储罐3的回收液进口32相连通的管路上设置有低温泵7。
进一步，再冷凝器4上的冷凝液出口44与液体储罐3上的液化天然气进口33相连通，再冷凝器4中作为冷凝液的液化天然气可回流到液体储罐3中。
进一步，残液罐1上的放散口13与放散装置相连通，放散装置中设置有加热装置，放散装置可包括电加热器5和空气加热器6，残液罐1内残液经过电加热器5或空气加热器6加热后再进行放散。此外，应注意的是，本发明中，每条连接的管路上均设置有控制管路通断的切断装置。
进一步，如图2所示，再冷凝器4为套管式换热器，对低温的气态天然气进行冷凝液化，包括由内向外顺次套设的内管45、外管46和外防护管47，作为冷凝液的液化天然气在内管45中流动，需要冷却的残液在外管46与内管45之间的腔体中流动，外管46与外防护管47之间的腔体内为真空状态，真空度优选为1.333×10-3Pa。此外，再冷凝器4的外防护管47的外部设置有保温层，以降低冷量的损失。
进一步，本发明的液化天然气残液回收方法包括以下步骤：
1)将液体储罐车或其他装载液化天然气的容器的残液输送到残液罐1中；
2)启动低温泵7，将残液罐1内的低温残液及气态天然气通过低温泵7输送到再冷凝器4中；
3)启动低温泵7，将液体储罐3内的液化天然气作为冷凝液输送到再冷凝器4中，对来自残液罐1的残液进行冷却液化；
4)经过再冷凝器4冷却后的残液流入到残液回收罐2中；
5)残液回收罐2中的气态天然气可重新回流到残液罐1中，等待二次液化；
6)残液回收罐2中的液化天然气和再冷凝器4中作为冷凝液的液化天然气可流入到液体储罐3中，或者再冷凝器4中作为冷凝液的液化天然气也可直接供给用户。
其中，残液罐1内的残液温度控制在-150摄氏度以下，残液罐1内的气相压力控制在小于0.6MPa的范围内。残液罐1内的天然气等气相积聚于残液罐1的罐体上部，残液等液相积聚于残液罐1罐体的下部。此外，如果超出残液回收系统能力或发生事故时，需要将残液进行放散，残液罐1内残液经过电加热器5或空气加热器6加热后再进行放散。
进一步，在液化过程中，再冷凝器4的内管45中过冷态的液化天然气应保持低流速，流速控制在0.5m/s以下，以防止其气化；外管46中低温的气态天然气流速通常控制在6m/s，保证其在套管内获得足够的冷量，被充分冷凝。此外，内管45还可以根据换热量来调整换热面积，通过法兰拼接的方式调整冷却面积。
本发明的液化天然气残液回收系统和方法，减少了液化天然气残液的放散量；利用液化天然气过冷状态下的冷量来冷却因运输和使用过程中容器内残存的液化天然气，气态天然气进行冷却使之液化，在不需要外部输入冷量的前提下，充分回收天然气，并重新被作为液化天然气利用，高效节能；经过再冷凝后，原需放散的残液被二次冷凝，而且再冷凝过程中又充分利用已有液化天然气的冷量实现能量利用的最大化，整体天然气回收工艺流畅、控制稳定、操作简便。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (8)
1.一种液化天然气残液回收系统，其特征在于，包括用于盛装残液的残液罐(1)，残液罐(1)上的残液出口(11)与再冷凝器(4)上的残液进口(41)相连通，再冷凝器(4)上的冷凝液进口(42)与液体储罐(3)上的液化天然气出口(31)相连通，来自液体储罐(3)的液化天然气在再冷凝器(4)中对来自残液罐(1)的残液进行冷却液化；再冷凝器(4)包括由内向外顺次套设的内管(45)、外管(46)和外防护管(47)，作为冷凝液的液化天然气在内管(45)中流动，需要冷却的残液在外管(46)与内管(45)之间的腔体中流动，外管(46)与外防护管(47)之间的腔体内为真空状态。
2.根据权利要求1所述的液化天然气残液回收系统，其特征在于，再冷凝器(4)上的残液回收出口(43)与残液回收罐(2)的残液回收进口(21)相连通，再冷凝器(4)中冷却后的残液可流入到残液回收罐(2)中。
3.根据权利要求2所述的液化天然气残液回收系统，其特征在于，残液回收罐(2)上的气体出口(22)与残液罐(1)上的气体进口(12)相连通，未被冷却液化的气态天然气可回流到残液罐(1)中。
4.根据权利要求2所述的液化天然气残液回收系统，其特征在于，残液回收罐(2)上的回收液出口(23)与液体储罐(3)上的回收液进口(32)相连通，残液回收罐(2)中的液化天然气可流入到液体储罐(3)中。
5.根据权利要求1所述的液化天然气残液回收系统，其特征在于，再冷凝器(4)上的冷凝液出口(44)与液体储罐(3)上的液化天然气进口(33)相连通，再冷凝器(4)中作为冷凝液的液化天然气可回流到液体储罐(3)中。
6.根据权利要求1所述的液化天然气残液回收系统，其特征在于，残液罐(1)上的放散口(13)与放散装置相连通，放散装置中设置有加热装置。
7.一种液化天然气残液回收方法，其特征在于，包括：
将装载液化天然气的容器中的残液充装到残液罐(1)中；
将残液罐(1)中的残液输送到再冷凝器(4)中；
将液体储罐(3)中的液化天然气输送到再冷凝器(4)中；
来自液体储罐(3)的液化天然气在再冷凝器(4)中对来自残液罐(1)的残液进行冷却液化，其中，再冷凝器(4)包括由内向外顺次套设的内管(45)、外管(46)和外防护管(47)，作为冷凝液的液化天然气在内管(45)中流动，需要冷却的残液在外管(46)与内管(45)之间的腔体中流动，外管(46)与外防护管(47)之间的腔体内为真空状态。
8.根据权利要求7所述的液化天然气残液回收方法，其特征在于，还包括：
再冷凝器(4)中冷却后的残液流入到残液回收罐(2)中；
残液回收罐(2)中的液化天然气流入到液体储罐(3)中；
残液回收罐(2)中的未液化的气态天然气回流到残液罐(1)中；
再冷凝器(4)中作为冷凝液的液化天然气回流到液体储罐(3)中。
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