CN105351753A

CN105351753A - 一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置

Info

Publication number: CN105351753A
Application number: CN201410403916.1A
Authority: CN
Inventors: 李小敏; 吴倩
Original assignee: Xi'an Geruide New Chemical Materials Co Ltd
Current assignee: Xi'an Geruide New Chemical Materials Co Ltd
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-02-24

Abstract

本发明公开一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，包括中间串联了一个差压节流调节装置的在超高压状态下输送气态天然气的主管，其特征在于，所述的差压节流调节装置是截止阀，在所述差压节流调节装置高压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的高压旁通管，在所述该差压节流调节装置低压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的低压旁通管，所述两支旁通管的另一端分别从一个加臭罐的上部与该罐联通；所述加臭罐外，包覆有一层保温材料；在所述加臭罐内装盛有由液位控制装置限定了其液面高度的嗅敏剂。本发明不但可靠地实现，而且能够自动地、准确地对压缩天然气进行加臭。

Description

一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置

技术领域

本发明涉及一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置。

背景技术

天然气作为一种清洁能源，日益得到广泛的应用。由于它的爆炸极限为5%〜15%。因此，一旦发生泄漏，将引发灾难性后果。又由于纯净的天然气本身是一种无色无味的气体，人体的自身感官极难察觉。为此，在将天然气供给用户使用之前，均要人为地在天然气中加入人体嗅觉极为敏感的嗅敏剂——一种有特殊臭味的化工产品，典型的嗅敏剂是呈无色液体状态的四氢噻吩(其加入量为10～30mg/m³)，以确保人们对天然气泄漏的警觉。通常，天然气的加臭过程均是在气态的中、低压(几〜几十kgf/cm²)条件下进行的，商品化的加臭装置也均在该压力范围内使用。目前的加臭装置包括有：安装在天然气管道中的带有温度与压力补偿的电传流量计、插入天然气管道内的四氢噻吩雾化喷头、通过输送管与该雾化喷头联通的柱塞计量泵及其该柱塞泵的调速电机和调频器、盛装四氢噻吩的容器，以及控制电传流量计和调频器的可编程调节器等。该装置自动化程度高，加臭剂量精确并可调。但设备价格昂贵（十几〜二十万/套）；电传流量计和柱塞计量泵还需定期标定；所用电器元件和控制单元还均需做防爆隔爆处理；设备维护费用高。另外，为保证可靠供气，还要求事先准备一套相同的装置备用（习称“开一备一”）。近年来，随着天然气用量的日益增大，为贮存与运输方便，出现了液化天然气（LNG）。而对于液化天然气直接汽化为压缩天然气（CNG）的工艺过程(液化天然气的贮存压力为0.5〜8kgf/cm²，温度为-163℃，经强制汽化设备吸热相变增压，直接转化为压力＞200kgf/cm²的气态压缩天然气，该过程简称LCNG工艺过程、其加臭操作过程的实施就十分困难了。目前尚无可釆用的商品化产品或定型设备，其主要技术困难基于以下两个方面，①在LCNG工艺过程中，当天然气处于液态时，因四氢噻吩液体的凝固点为96.2℃：，在-163℃的液态天然气中它将形成固体而沉淀，无法扩散到天然气中实现加臭功能；②而当天然气处于汽化过程中或汽态后，其状态压力又已达200kgf/cm²以上。因此，目前简单地对前述的现有加臭方法与装置进行改进，其相应的工艺、设备改造及其总设备的投入量是非常大的。

发明内容

为解决上述现有的缺点，本发明的主要目的在于提供一种实用的向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，安全有效。

为达成以上所述的目的，本发明的一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置采取如下技术方案：

一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，包括中间串联了一个差压节流调节装置的在超高压状态下输送气态天然气的主管，其特征在于，所述的差压节流调节装置是截止阀，在所述差压节流调节装置高压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的高压旁通管，在所述该差压节流调节装置低压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的低压旁通管，所述两支旁通管的另一端分别从一个加臭罐的上部与该罐联通；所述加臭罐外，包覆有一层保温材料；在所述加臭罐内装盛有由液位控制装置限定了其液面高度的嗅敏剂，在所述加臭罐的底部设置有对其内的嗅敏剂加热的电加热器，所述电加热器与一台电加热恒温控制器的电源输入端联接，所述电加热恒温控制器与加臭罐内有的测温传感器信号联接。

所述的液位控制装置由位于所述加臭罐上方的嗅敏剂储液罐和一支带开关阀的液位限定管、一支带补液阀的补液管组成；所述液位限定管的上端口位于其储液罐内的上部并高过所述罐内嗅敏剂的最高液面、其下端口位于该加臭罐内嗅敏剂的被限液面处；所述补液管的上端口在其储液罐的底部与该罐联通，其下端口位于该加臭罐下部的嗅敏剂内；所述储液罐的上部还设置有一支带加液阀的其出液口位于储液罐下部内的加液管、一支带呼吸阀的呼吸管，该储液罐的侧面有液位显示装置，所述的液位显示装置是电磁式或超声波式液位计、或者由上下各一个最高液位观察窗和最低液位观察窗构成，所述的液位显示装置是电磁式或超声波式液位计、或者由上下各一个最高液位观察窗和最低液位观察窗构成。

采用如上技术方案的本发明，具有如下有益效果：

本发明是在LCNG工艺过程中，不但可靠地实现、而且能够自动地、准确地对压缩天然气进行加臭的装置；本发明装置本身的成本与运行成本也均比现有装置的低得多，本发明所占据的场地也比远比现有装置少得多；另外，在安全生产方面，仅沿用现有的工艺过程中的安全标准即可，也不需要增加其他特别的安全措施与设施。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

如图1所示，本发明的一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，该装置有中间串联了一个差压节流调节装置1的在超高压状态下输送气态天然气的主管9，在该差压节流调节装置1高压一侧的主管9上连接有一支带旁通阀的高压旁通管2，在该差压节流调节装置1低压一侧的主管9上连接有一支带旁通阀的低压旁通管3，两支旁通管的另一端分别从一个加臭罐11的上部与该罐联通；在该加臭罐11内装盛有由液位控制装置限定了其液面14高度的嗅敏剂101，在该加臭罐11的底部设置有对其内的嗅敏剂101加热的电加热器13，该电加热器13与一台电加热恒温控制器的电源输入端联接，该电加热恒温控制器与加臭罐11内有的测温传感器15信号联接。也即，预先通过电加热恒温控制器设定加热温度，由测温传感器15采集温度信号，再通过电加热恒温控制器来控制电加热器的加热时间长短以控制温度。显然，测温传感器15可以设置在加臭罐11的底部、也可以设置在它能被液态嗅敏剂101淹没的加臭罐11侧壁(图中示意画出的是前一种情况)。其中，所说的嗅敏剂101仍为典型的四氢噻吩。

结合发明内容中披露的工作原理与过程，本领域的技术人员已能正确地选择(乃至于自制)本具体实施方式中所提及的差压节流调节装置1、液位控制装置、加热装置13及其相应的测温传感器15了。也就是说，本领域的技术人员不通过创造性劳动就能再现本发明了。

作为一种选择，本具体实施方式选择现有的截止阀来作为本发明中的差压节流调节装置1。也就是其压力范围满足要求的、有显示装置的截止阀产品(如果没有带显示装置的市售商品，本领域技术人员添加一个显示装置并不困难，例如，自制一个刻度盘安装在阀座上)。当然，也可以根据截止阀的原理，自制该差压节流调节装置1，其压力差的数学模型与孔板式流量计相同，即ΔV=α*Q²（其中，ΔV ——压差；Q——流量；α——阻力常数）

进一步讲，为减少电加热器的通断次数，在加臭罐11外，再包覆一层保温材料12。同样为了提高准确性，更好地实施本发明，在本具体实施方式中的液位控制装置是专门为本发明配套设计的，该液位控制装置包括有位于加臭罐11上方的嗅敏剂101储液罐10和一支带开关阀的液位限定管5、一支带补液阀的补液管4。其中，液位限定管5的上端口位于其储液罐10内的上部并高过罐内嗅敏剂101的最高液面、其下端口位于该加臭罐11内嗅敏剂101的被限液面14处；补液管4的上端口在其储液罐10的底部与该罐10联通，其下端口位于该加臭罐11下部的嗅敏剂101内。在储液罐10的上部还设置有一支带加液阀的其出液口位于储液罐10下部内的加液管7、一支带呼吸阀的呼吸管8，该储液罐10 的侧面有液位显示装置6。

进一步地讲，储液罐10的侧面有液位显示装置6可以是电磁式或超声波式液位计、或者由上下各一个最高液位观察窗和最低液位观察窗构成。显然，该显示装置应当根据相应的要求与条件选择确定（图中液位计为机构简图的示意表示）。

同样显然的是，为更进一步提高准确性，在输送压缩天然气的主管9前，还应当设置一个稳压装置（由于显见，图中未画）。

下面提供一组验证本实用新型时的参数，以供更进一步理解本发明。储液罐10和加臭罐11的容积定为5L，选用0Cr18Ni9厚壁无缝钢管制作，管径Φ200mm，设计压力≥370kgf/cm²。所有阀门和连接管道（Φ10mm）的材质和设计使用压力也满足同一压力要求，其中高压旁通管2、低压旁通管3的旁通阀选用开启刻度指示的可调节性闸阀，差压节流调节装置1选用截止阀。加臭罐11使用时的保温温度设定在20℃〜30℃，保温材料为憎水轻质硅酸钙制品，其厚度38mm。电加热装置13，和测温传感器15选用防爆隔爆型器件，电加热恒温控制器也设置在防爆隔爆区域外。补液管4的下端口距加臭罐11底部20mm；液位限定管5上端口距储液罐10顶部10mm，下端口距加臭罐11水平中心线下20mm。嗅敏剂101为四氢噻吩。前述的加臭剂量的最大波动范围不超过设定值的20%就是通过这一验证取得的。

另外，在使用本系统设备时需特别注意：

当对储液罐10补充液体四氢噻吩时，储液罐10内的高压气体应使用软管接于呼吸管8的管口，并将罐内高压气体输引到防火区外点火烧掉，以免其臭味污染环境；加液时应闭环操作，一边从加液管7注入液体，一边从呼吸管8的管口将回气引回到四氢噻吩容器中。

Claims

1.一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，包括中间串联了一个差压节流调节装置的在超高压状态下输送气态天然气的主管，其特征在于，所述的差压节流调节装置是截止阀，在所述差压节流调节装置高压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的高压旁通管，在所述该差压节流调节装置低压一侧的主管上连接有一支带旁通阀的低压旁通管，所述两支旁通管的另一端分别从一个加臭罐的上部与该罐联通；所述加臭罐外，包覆有一层保温材料；在所述加臭罐内装盛有由液位控制装置限定了其液面高度的嗅敏剂，在所述加臭罐的底部设置有对其内的嗅敏剂加热的电加热器，所述电加热器与一台电加热恒温控制器的电源输入端联接，所述电加热恒温控制器与加臭罐内有的测温传感器信号联接。

2.根据权利要求1所述的一种向超高压的天然气中加入警示性嗅敏剂的装置，其特征在于，所述的液位控制装置由位于所述加臭罐上方的嗅敏剂储液罐和一支带开关阀的液位限定管、一支带补液阀的补液管组成；所述液位限定管的上端口位于其储液罐内的上部并高过所述罐内嗅敏剂的最高液面、其下端口位于该加臭罐内嗅敏剂的被限液面处；所述补液管的上端口在其储液罐的底部与该罐联通，其下端口位于该加臭罐下部的嗅敏剂内；所述储液罐的上部还设置有一支带加液阀的其出液口位于储液罐下部内的加液管、一支带呼吸阀的呼吸管，该储液罐的侧面有液位显示装置，所述的液位显示装置是电磁式或超声波式液位计、或者由上下各一个最高液位观察窗和最低液位观察窗构成，所述的液位显示装置是电磁式或超声波式液位计、或者由上下各一个最高液位观察窗和最低液位观察窗构成。