CN206695508U - 一种天然气液化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气液化的装置，包括天然气进气管道、压缩机、热交换器、液氮存储罐、气液分离器以及液化天然气储罐，所述天然气进气管道与所述压缩机连接，所述液氮存储罐和压缩机分别与所述热交换器的输入端连接，所述热交换器的输出端分别与所述液氮回收箱和气液分离器连接，所述液氮回收箱与所述液氮存储罐连接，所述气液分离器的出气口与所述天然气进气管道相通，所述气液分离器的出液口与所述液化天然气储罐连接；所述热交换器包括空腔的壳体，所述壳体内安装有换热通道，所述换热通道的结构为上下间隔设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板之间均设有若干个翅片。

Description

一种天然气液化的装置

技术领域

本实用新型属于LNG制备装置技术领域，具体涉及一种天然气液化的方法和装置。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的重量仅为同体积水的45％左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源。

现有技术中，对天然气的液化主要是将天然气和制冷剂经过换热器后，由于天然气的临界温度，变成气液混合液，此时，通过混合液进入气液分离器进行分离。然而现有的热交换器，结构不够稳定，当通过压缩机变压后的气液混合液进入时，压力比较大，容易造成热交换器的损伤。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种天然气液化的装置，其目的在于保证高效、简单的实现天然气的液化过程，且能够延长热交换器的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种天然气液化装置，包括天然气进气管道、压缩机、热交换器、液氮存储罐、气液分离器以及液化天然气储罐，所述天然气进气管道与所述压缩机连接，所述液氮存储罐和压缩机分别与所述热交换器的输入端连接，所述热交换器的输出端分别与所述液氮回收箱和气液分离器连接，所述液氮回收箱与所述液氮存储罐连接，所述气液分离器的出气口与所述天然气进气管道相通，所述气液分离器的出液口与所述液化天然气储罐连接；

所述热交换器包括空腔的壳体，所述壳体内安装有换热通道，所述换热通道的结构为上下间隔设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板之间均设有若干个翅片，位于翅片的两端安装有封条，若干个翅片通过若干个依次连接的S型结构连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述热交换器的壳体与第一隔板和/或第二隔板之间设有发泡聚氨酯层。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述压缩机通过并列的第一螺旋软管和第二螺旋软管与所述热交换器连接，且所述第一螺旋软管与第二螺旋软管之间设有锥形连接管。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述封条的上端和下端分别与所述第一隔板和第二隔板焊接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述天然气进气管道上设有天然气净化装置，所述天然气净化装置包括罐体，所述罐体顶部设置出气口，所述罐体内部由上至下依次设有丝网除沫器、除氧部件、气体分布器和旋风分离器，所述进气口沿切向设置连接在旋风分离器上，所述旋风分离器的排渣管伸出至所述罐体外部，所述出气口与除氧部件之间设有过滤网。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述除氧部件为螺旋状设置的导热管，所述罐体的侧壁开设有进水口和出水口，所述进水口与导热管的一端连通，所述出水口与导热管的另一端连通。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述进水口和出水口与所述罐体侧壁的连接处设有密封环。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在热交换器的若干翅片之间通过S型结构，在热交换中，可以有效保证热交换器的稳定性，且通过弯曲的曲线，改变流向，加快加热，提高了热交换器的效率，进而提高了天然气液化的效率。

本实用新型中，通过简单的步骤加上结构简单的设备，能快速、有效的进行天然气的液化过程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种天然气液化装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的热交换器的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为本实用新型提供的天然气净化装置的结构示意图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、天然气进气管道；2、压缩机；3、热交换器；31、壳体；32、换热通道；33、第一隔板；34、第二隔板；35、翅片；36、封条；37、 S型结构；4、液氮存储罐；5、气液分离器；6、液化天然气储罐；7、液氮回收箱；8、第一螺旋软管；9、第二螺旋软管；10、锥形连接管；11、天然气净化装置；12、罐体；13、出气口；14、丝网除沫器；15、除氧部件；16、气体分布器；17、旋风分离器；18、进气口；19、过滤网；20、进水口；21、出水口。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实用新型提供的一种天然气液化的方法，包括以下步骤：

a.天然气压缩预处理：对原料天然气通过压缩机进行预处理，直到至少有天然气被液化；当有天然气液化时，说明已经快进入临界点，此时通过降温，可以快速使其余未液化的天然气快速液化，相对于直接降温，不仅效率高，而且速度较快。如果采用热交换器，则需要多次热交换，增加了管路以及设备的用量。

b.耐高压热交换：将压缩预处理后的天然气和液氮存储罐内的液氮依次通过热交换器进行换热，天然气降温后得到混合液；采用液氮作为制冷剂，与其他的相比，液氮是一种比较理想的制冷剂，五色透明、稍轻于水、惰性强、无腐蚀、对震动、电火花是稳定的，一个大气压下，液氮的汽化温度为—195.81t，蒸发潜热为47.9kcal/kg，由于空间技术和炼钢等工业的发展，大量的制氧副产品——氮气经过液化得到的液氮作为一种深冷冷源已经广泛应用于医药、激光、超导、食品、生物等各工业生产和科研领域。

c.混合液分离：将热交换后得到的混合液在气液分离器进行分离，得到液化后的天然气；由于热交换后，有部分天然气可能没有被液化，通过气液分离器，可以保证得到的是纯的液化后的天然气，而不是气液的混合物，提高了产品的纯度。

d.液氮循环：将热交换后的液氮经过液氮回收箱再次流入液氮存储罐。为了重复利用液氮，达到环保节能的目的，可以将经过热交换的液氮经过液氮回收箱再次回到液氮存储罐，作为下一次热交换中制冷剂的再次使用，避免浪费。

为了提高天然气的纯度，还包括天然气净化处理步骤。

进一步地，所述天然气净化处理步骤包括除渣、除氧和过滤。

实施例1

参照附图1所示，本实施例中所述的一种天然气液化装置，包括天然气进气管道1、压缩机2、热交换器3、液氮存储罐4、气液分离器5以及液化天然气储罐6，所述天然气进气管道1与所述压缩机2 连接，所述液氮存储罐4和压缩机2分别与所述热交换器3的输入端连接，所述热交换器3的输出端分别与液氮回收箱7和气液分离器5 连接，所述液氮回收箱7与所述液氮存储罐连接，整个形成一个循环管道，有利于液氮的多次循环使用。其中，气液分离器5的出气口与所述天然气进气管道1相通，使得分离出的气体再次进去天然气进气管道1，再次液化；所述气液分离器5的出液口与所述液化天然气储罐6连接，将得到的液化天然气进行存储。

参照附图2关于热交换器3的结构示意图可知，所述热交换器3 包括空腔的壳体31，所述壳体31内安装有换热通道32，所述换热通道32的结构为上下间隔设置的第一隔板33和第二隔板34，且在所述第一隔板和第二隔板之间均设有若干个翅片35，位于翅片35的两端安装有封条36，若干个翅片35通过若干个依次连接的S型结构37 连接。

进一步地，所述S型结构37的两端分别延伸与第一隔板33和第二隔板34连接。

实施例2

参照附图2所示，作为上述实施例的进一步改进，所述热交换器 3的壳体31与第一隔板33和/或第二隔板34之间设有发泡聚氨酯层 (图中未示出)；

进一步地，壳体31最顶端设置的为第一隔板33时，发泡聚氨酯层的厚度与壳体31内壁与第一隔板33的间距相同；当壳体31的最底端设置的是第二隔板34时，则发泡聚氨酯层的厚度与壳体31底部内部与第二隔板34的间距相同；当然，如果上述与壳体31内壁最接近的改为第二隔板34或第一隔板33，其原理时相同的。

发泡聚氨酯层导热系数很低，能使热交换器3的热损失减少到最低限度，而且能有效地防止水、湿气以及其它多种腐蚀性液体、气体的浸透，防止微生物的滋生和发展，需要指出的时，发泡聚氨酯层可以设置在热交换器3壳体的内壁，与隔板之间的任意位置。

通过增加发泡聚氨酯层，不仅能对热交换器3达到保冷防水的效果，而且减少了热交换器3中通入的液氮，减少了消耗。

参照附图3所示，进一步地，本实施例中，所述封条36的上端和下端分别与所述第一隔板33和第二隔板34焊接。

具体地，封条36的结构为长条形，封条36的一端设置有两条平行的圆弧形凸条(图中未示出)，位于圆弧形凸条处的封条36与所述翅片35抵接。

实施例3

参照附图1所示，作为实施例1的进一步改进，本实施例中，所述压缩机2通过并列的第一螺旋软管8和第二螺旋软管9与所述热交换器3连接，且所述第一螺旋软管8与第二螺旋软管9之间设有锥形连接管10。

由于压缩机2内压缩空气脉搏的冲击，会造成热交换器3内翅片 35的损伤，所以通过螺旋软管分流出来，并通过锥形连接管10的缓冲，可以降低冲击，有效保护翅片35。

实施例4

参照附图1和4所示，本实施例中，所述天然气进气管道1上设有天然气净化装置11，所述天然气净化装置11包括罐体12，所述罐体12顶部设置出气口13，所述罐体12内部由上至下依次设有丝网除沫器14、除氧部件15、气体分布器16和旋风分离器17，所述进气口18沿切向设置连接在旋风分离器17上，所述旋风分离器17 的排渣管伸出至所述罐体12外部，所述出气口13与除氧部件15之间设有过滤网19。

进一步地，所述除氧部件15为螺旋状设置的导热管，所述罐体的侧壁开设有进水口20和出水口21，所述进水口20与导热管的一端连通，所述出水口21与导热管的另一端连通。

进一步地，所述进水口20和出水口21与所述罐体12侧壁的连接处设有密封环(图中未示出)。通过设置密封环，避免了天然气泄露，造成大气污染，对人员造成伤害。

本实施例的净化过程为：天然气管道1中的天然气从进气口18 进入旋风分离器17后，杂质从旋风分离器17底部的排渣管排出，初步净化的天然气从旋风分离器17的顶部排出，经过气体分布器16进入罐体12的顶部同时向除氧部件15进行除氧，最后经过过滤网19和丝网除沫器14清除其中的液体，最后进入压缩机2。

本申请中，通过装置的改变，不仅保证天然气净化效果好，而且热交换的过程中，资源循环利用，装置保护好，延长了各种装置和设备的使用寿命，且效果好。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种天然气液化的装置，其特征在于：包括天然气进气管道、压缩机、热交换器、液氮存储罐、气液分离器以及液化天然气储罐，所述天然气进气管道与所述压缩机连接，所述液氮存储罐和压缩机分别与所述热交换器的输入端连接，所述热交换器的输出端分别与液氮回收箱和气液分离器连接，所述液氮回收箱与所述液氮存储罐连接，所述气液分离器的出气口与所述天然气进气管道相通，所述气液分离器的出液口与所述液化天然气储罐连接；

所述热交换器包括空腔的壳体，所述壳体内安装有换热通道，所述换热通道的结构为上下间隔设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板之间均设有若干个翅片，位于翅片的两端安装有封条，若干个翅片通过若干个依次连接的S型结构连接。

2.根据权利要求1所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述热交换器的壳体与第一隔板和/或第二隔板之间设有发泡聚氨酯层。

3.根据权利要求1所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述压缩机通过并列的第一螺旋软管和第二螺旋软管与所述热交换器连接，且所述第一螺旋软管与第二螺旋软管之间设有锥形连接管。

4.根据权利要求1所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述封条的上端和下端分别与所述第一隔板和第二隔板焊接。

5.根据权利要求1所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述天然气进气管道上设有天然气净化装置，所述天然气净化装置包括罐体，所述罐体顶部设置出气口，所述罐体内部由上至下依次设有丝网除沫器、除氧部件、气体分布器和旋风分离器，进气口沿切向设置连接在旋风分离器上，所述旋风分离器的排渣管伸出至所述壳体外部，所述出气口与除氧部件之间设有过滤网。

6.根据权利要求5所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述除氧部件为螺旋状设置的导热管，所述罐体的侧壁开设有进水口和出水口，所述进水口与导热管的一端连通，所述出水口与导热管的另一端连通。

7.根据权利要求6所述的一种天然气液化的装置，其特征在于：所述进水口和出水口与所述罐体侧壁的连接处设有密封环。