本實用新型屬于天然氣回收技術領域，尤其涉及一種便攜式吸附式天然氣回收裝置。

背景技術：

油田在采油過程中產生的天然氣伴生氣、天然氣管道余氣和灌裝天然氣后可能會排放一些天然氣，常常都直接排放至大氣中，這些天然氣的排放，不僅惡化了環境，對人體健康造成危害，而且還會引起資源浪費和經濟損失。近年來，隨著國內外對環境問題的重視，有機氣體的回收利用顯得越來越重要，對有機氣體的污染控制一直是環保工作者研究的重點課題。

天然氣吸附回收是一種先進回收方法。影響天然氣吸附效果的因素主要包括：(1)吸附劑性能。一般要求吸附劑具有較大的比表面積和平衡吸附量；具有良好的吸附選擇性；具有一定的機械強度和耐磨性；性能穩定，較低的床層壓降，比熱大，傳熱系數大，電導率高；使用壽命長等。(2)吸附裝置的結構。(3)解吸再生工藝。

根據本實用新型的技術特點檢索了國內外數據庫，中國專利CN102826033A提出一種移動式天然氣回收車(包括機動車和儲罐)和移動式天然氣回收裝置及其使用方法。中國專利CN103822091A提出了一種壓縮天然氣加氣站天然氣回收利用方法，可用于壓縮天然氣加氣站，中國專利CN104357118A涉及一種利用變壓吸附的方法從液化天然氣提純塔不凝氣體中回收甲烷提高液化天然氣中甲烷回收效率的方法。這幾種方法普遍存在壓力過高或對設備條件要求過高等不足，在使用中存在安全問題并且不具備便攜、可拆等優點。本實用新型提出一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，本裝置由四個模塊構成。該裝置具有便攜、移動、可拆、監控、變頻、觸摸屏控制等優點。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種便攜式吸附式天然氣回收裝置及方法，針對壓縮、液化天然氣的安全性和經濟性的劣勢，提出一種安全、高效、經濟的便攜式吸附式天然氣回收裝置，該裝置由氣體收集模塊、機泵模塊、吸附模塊及控制模塊構成。該裝置的各模塊安放在五個撬塊上，從而可以進行現場組撬安裝，且可做成車載式，移動、操作方便。本實用新型將天然氣充入緩沖瓶內，再利用天然氣壓縮機將緩沖瓶內的天然氣以中壓壓縮至吸附式氣瓶內儲存。

(1)本實用新型的技術方案如下：

一種便攜式吸附式天然氣回收裝置：由氣體收集模塊、機泵模塊、吸附模塊及控制模塊構成；該裝置各模塊由天然氣瓶或LNG瓶、壓力表、壓力檢測探頭、氣化器、緩沖罐、氧氣檢測探頭、溫度檢測探頭、流量計、可燃氣體報警儀、真空泵、真空呼吸閥、天然氣壓縮機、穩壓閥、電動閥、手動閥、單向閥、安全閥、接地線、ANG氣瓶、控 制柜以及管道配件組成；該裝置各設備安放在五個撬塊上，從而方便實現組撬安裝和運輸。

①所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其氣體收集模塊特征是：該模塊由氣化器、緩沖罐、穩壓閥、電動閥、手動閥及壓力表、壓力檢測探頭、溫度檢測探頭、氧氣檢測探頭組成。

進一步，該模塊的穩壓閥是根據天然氣或LNG壓力大小來控制閥門開關，當來氣壓力≥0.2MPa時，穩壓閥開啟，將來氣壓力控制在0.2MPa內，保證設備安全，當來氣壓力<0.2MPa時，壓力檢測探頭控制電動閥開啟。

進一步，該模塊的氣化器是空溫式氣化器，依靠自身顯熱和吸收外界大氣環境熱量而將LNG氣化，是減壓氣化的新型高效環保節能裝置。

進一步，該模塊的緩沖罐頂部設有出氣口、壓力檢測探頭、溫度檢測探頭、氧氣檢測探頭，天然氣通過緩沖罐進氣口進入緩沖罐內，在緩沖罐擋板的作用下，天然氣壓力波動減小，使系統工作更加平穩。

進一步，該模塊的緩沖罐承壓≥4MPa～6MPa，工作溫度為常溫。

進一步，該模塊的氧氣檢測探頭安放在緩沖罐內，當氧氣濃度超過安全范圍18％～21％時報警提示，同時按照設定程序自動切換控制閥門、開啟真空泵，將緩沖罐中氣體外排，提高系統安全性。

進一步，該模塊中的流量計用來記錄天然氣的體積流量和累積體積流量。

②所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其機泵模塊特征是：該模塊由真空泵、天然氣壓縮機、電動閥、真空呼吸閥及單向閥組成。

進一步，該模塊的真空泵為防爆式真空泵，主要用于對系統緩沖罐、ANG氣瓶和管線的抽真空及應急降低系統氧氣濃度。

進一步，在實驗開始前利用真空泵將整個裝置進行抽真空處理，當ANG氣瓶充滿天然氣后利用真空泵進行解吸。

進一步，該模塊的天然氣壓縮機為變頻式天然氣壓縮機，由緩沖罐內壓力大小變頻控制天然氣壓縮機，天然氣壓縮機出口壓力不高于4MPa。

③所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其吸附模塊特征是：該模塊由ANG氣瓶、接地線、電動閥及安全閥組成。

進一步，該模塊的ANG氣瓶內裝有天然氣專用吸附劑，氣瓶承壓≥4MPa～6MPa。

進一步，該模塊的ANG氣瓶充滿后可更換ANG氣瓶，充滿后的ANG氣瓶可以作為能源正常使用。

進一步，該模塊的安全閥，主要用于安全保護，防止系統內部壓力過大，引發危險。

進一步，該模塊的接地線，可以及時地將因各種原因產生的靜電或者漏電電流導出，提高系統的安全性。

④所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其控制模塊特征是：該模塊通過觸摸屏、控制柜、可燃氣體報警儀對氣體收集模塊、機泵模塊及吸附模塊進行控制。

進一步，該模塊的控制柜由動力柜和儀表柜組成，其中動力供電和控制用動力柜，儀表供電和控制用儀表柜，控制柜防爆等級應符合國家安全標準要求。

進一步，該模塊的觸摸屏，嵌入在控制柜表面，通過動力柜和儀表柜，用來操控裝置的運行，并顯示各設備、閥門、儀表的運行狀態及運行參數數據。

進一步，該模塊的可燃氣體報警儀，用來監測環境中的可燃氣體濃度，當濃度超過安全范圍后報警提示。

進一步，該模塊的儀表柜通過壓力檢測探頭、溫度檢測探頭、氧氣檢測探頭等進行數據采集。

(2)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置中各設備連接方式如下：

①天然氣瓶或LNG瓶出氣口同時與穩壓閥入口、電動閥入口連接，其中穩壓閥、電動閥為并聯布置。

②穩壓閥出口、電動閥出口同時與氣化器進氣口連接。

③氣化器出氣口與緩沖罐進氣口連接。

④緩沖罐出氣口與天然氣壓縮機進氣口、真空泵進氣口連接。

⑤天然氣壓縮機出氣口與ANG氣瓶連接。

⑥壓力檢測探頭1安放在天然氣瓶或LNG瓶出口的管線上，壓力檢測探頭2、溫度檢測探頭及氧氣檢測探頭安放在緩沖瓶內。

(3)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其撬塊特征是：

①該裝置由五個撬塊構成，分別為氣化器撬塊、緩沖罐撬塊、真空泵撬塊、壓縮機撬塊、ANG氣瓶撬塊，該裝置的氣化器放在氣化器撬塊上，緩沖罐放在緩沖罐撬塊上，真空泵、控制柜放在真空泵撬塊上，天然氣壓縮機放在壓縮機撬塊上，ANG氣瓶放在ANG氣瓶撬塊；前面4個撬塊之間通過螺栓連接，ANG氣瓶撬塊為獨立的撬塊。

②各撬塊上的主體設備的管線通過帶有標記的特制金屬軟管快速接頭對應連接。

③真空泵撬塊上的控制柜與各設備、儀表的電纜連接是通過帶有標記的特制快速電纜插座對應連接，并使用石墨烯軟體密封膠進行密封。

(4)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置的優點有：

①本裝置的主體設備安放在五個撬塊上，氣化器撬塊、緩沖罐撬塊、真空泵撬塊、壓縮機撬塊通過螺栓連接，可以方便地實現組撬安裝及拆卸，從而可在現場直接進行組撬，方便安裝便于運輸。

②各撬塊上的主體設備的管線可通過特制金屬軟管快速接頭對應連接，從而可以方便地實現連接和拆卸。

③真空泵撬塊上控制柜與各設備、儀表的電纜連接是通過特制快速電纜插座對應連接，從而可以方便地實現連接和拆卸。

④本裝置多重考慮設備運行的安全性，如設有安全閥，用于安全保護，防止系統內部壓力過大，引發危險；設有接地線，可以及時地將因各種原因產生的靜電或者漏電電流導出；設有穩壓閥，防止氣化器內氣體壓力過高；使用石墨烯軟體密封膠對特制快 速電纜插座進行密封，以保證設備、控制柜的電氣安全，石墨烯軟體密封膠具有低密度、高比面積、密閉性好、導熱性能好、易拆卸等優點；設置可燃氣體濃度報警儀、氧氣濃度檢測儀、壓力檢測儀、溫度檢測儀，實現現場的數據采集及運行、安全的及時監控。

⑤本裝置具有便攜、移動、可拆、監控、變頻、觸摸屏控制、不易震動等優點。同時根據需要，可配置不同數量和大小的ANG瓶。

⑥本裝置利用ANG儲存技術，只需要維持在常溫、中低壓條件下就可以實現高的天然氣儲存量。

⑦本實用新型回收天然氣，并且回收后的天然氣能作為能源繼續使用，起到保護環境和減少資源浪費和經濟損失的作用。

附圖說明

附圖1為一種便攜式吸附式天然氣回收裝置流程圖。

附圖標記列示如下：

1—天然氣瓶或LNG瓶，2—手動閥，5、13、15、16、18、20、23—電動閥，3、27—壓力表，4—壓力檢測探頭1，6—穩壓閥，7—氣化器，8—緩沖罐，9—壓力檢測探頭2，10—氧氣檢測探頭，11—溫度檢測探頭，12—流量計，14—可燃氣體報警儀，17—真空泵，19—真空呼吸閥，21—天然氣壓縮機，22—單向閥，24—接地線，25—ANG氣瓶，26—安全閥，28—控制柜，A—氣體收集模塊，B—機泵模塊，C—吸附模塊，D—控制模塊。

附圖2為一種便攜式吸附式天然氣回收裝置現場安裝圖。

附圖標記列示如下：

A—局部放大圖，B-B—螺栓連接示意圖。

具體實施方式

下面通過一些實施例具體說明本實用新型，但本實用新型不受實施例限制：

實施案例：

對液化天然氣余氣回收再利用，氣體流量為50m³/h，氣體溫度低于環境溫度，通過本實用新型技術方案并結合附圖1進行詳細說明。

(1)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置包括：由氣體收集模塊(A)、機泵模塊(B)、吸附模塊(C)及控制模塊(D)構成；該裝置各模塊由天然氣瓶或LNG瓶(1)、手動閥(2)、電動閥(5、13、15、16、18、20、23)、壓力表(3、27)、壓力檢測探頭1(4)、穩壓閥(6)、氣化器(7)、緩沖罐(8)、壓力檢測探頭2(9)、氧氣檢測探頭(10)、溫度檢測探頭(11)、流量計(12)、可燃氣體報警儀(14)、真空泵(17)、真空呼吸閥(19)、天然氣壓縮機(21)、單向閥(22)、接地線(24)、ANG氣瓶(25)、安全閥(26)、控制柜(28)以及管道配件組成； 該裝置各設備安放在五個撬塊上，從而方便實現組撬安裝和運輸。

①所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其氣體收集模塊特征是：該模塊由氣化器(7)、緩沖罐(8)、穩壓閥(6)、電動閥(5、13)、手動閥(2)及壓力表(3)、壓力檢測探頭1(4)、壓力檢測探頭2(9)、溫度檢測探頭(11)、氧氣檢測探頭(10)組成。

進一步，該模塊的穩壓閥(6)是根據天然氣或LNG壓力大小來控制閥門開關，當來氣壓力≥0.2MPa時，穩壓閥(6)開啟，將來氣壓力控制在0.2MPa內，保證設備安全，當來氣壓力<0.2MPa時，壓力檢測探頭1(4)控制電動閥(5)開啟。

進一步，該模塊的氣化器(7)是空溫式氣化器，依靠自身顯熱和吸收外界大氣環境熱量而將LNG氣化，是減壓氣化的新型高效環保節能裝置。

進一步，該模塊的緩沖罐頂部設有出氣口、壓力檢測探頭2(9)、溫度檢測探頭(11)、氧氣檢測探頭(10)，天然氣通過緩沖罐(8)進氣口進入緩沖罐(8)內，在緩沖罐(8)擋板的作用下，天然氣壓力波動減小，使系統工作更加平穩。

進一步，該模塊的緩沖罐(8)承壓≥5MPa，工作溫度為常溫。

進一步，該模塊的氧氣檢測探頭(10)安放在緩沖罐(8)內，當氧氣濃度超過安全范圍18％～21％時報警提示，同時按照設定程序自動切換電動閥門(13、16、18)、開啟真空泵(17)，將緩沖罐(8)中氣體外排，提高系統安全性。

進一步，該模塊中的流量計(12)用來記錄天然氣的體積流量和累積體積流量。

②所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其機泵模塊特征是：該模塊由真空泵(17)、天然氣壓縮機(21)、電動閥(15、16、18、20)、真空呼吸閥(19)及單向閥(22)組成。

進一步，該模塊的真空泵(17)為防爆式真空泵，主要用于對系統緩沖罐(8)、ANG氣瓶(25)和管線的抽真空及應急降低系統氧氣濃度。

進一步，在實驗開始前利用真空泵(17)將整個裝置進行抽真空處理，當ANG氣瓶(25)充滿天然氣后利用真空泵(17)進行解吸。

進一步，該模塊的天然氣壓縮機(21)為變頻式天然氣壓縮機，由緩沖罐(8)內壓力大小變頻控制天然氣壓縮機(21)，天然氣壓縮機出口壓力不高于4MPa。

③所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其吸附模塊特征是：該模塊由ANG氣瓶(25)、接地線(24)、電動閥(23)及安全閥(26)組成。

進一步，該模塊的ANG氣瓶(25)內裝有天然氣專用吸附劑，氣瓶承壓≥5MPa。進一步，該模塊的ANG氣瓶(25)充滿后可更換ANG氣瓶，充滿后的ANG氣瓶可以作為能源正常使用。

進一步，該模塊的安全閥(26)，主要用于安全保護，防止系統內部壓力過大，引發危險。

進一步，該模塊的接地線(24)，可以及時地將因各種原因產生的靜電或者漏電電流導出，提高系統的安全性。

④所述的一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其控制模塊特征是：該模塊通過觸摸屏、控制柜(28)、可燃氣體報警儀(14)對氣體收集模塊(A)、機泵模塊(B)及吸附模塊(C)進行控制。

進一步，該模塊的控制柜(28)由動力柜和儀表柜組成，其中動力供電和控制用動力柜，儀表供電和控制用儀表柜，控制柜(28)防爆等級應符合國家安全標準要求。

進一步，該模塊的觸摸屏，嵌入在控制柜(28)表面，通過動力柜和儀表柜，用來操控裝置的運行，并顯示各設備、閥門、儀表的運行狀態及運行參數數據。

進一步，該模塊的可燃氣體報警儀(14)，用來監測環境中的可燃氣體濃度，當濃度超過安全范圍后報警提示。

進一步，該模塊的儀表柜通過壓力檢測探頭2(9)、溫度檢測探頭(11)、氧氣檢測探頭(10)等進行數據采集。

(2)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置中各設備連接方式如下：

①天然氣瓶或LNG瓶(1)出氣口同時與穩壓閥(6)入口、電動閥(5)入口連接，其中穩壓閥(6)、電動閥(5)為并聯布置。

②穩壓閥(6)出口、電動閥(5)出口同時與氣化器(7)進氣口連接。

③氣化器(7)出氣口與緩沖罐(8)進氣口連接。

④緩沖罐(8)出氣口與天然氣壓縮機(21)進氣口、真空泵(17)進氣口連接。

⑤天然氣壓縮機(21)出氣口與ANG氣瓶(25)連接。

⑥壓力檢測探頭1(4)安放在天然氣瓶或LNG瓶(1)出口的管線上，壓力檢測探頭2(9)、溫度檢測探頭(11)及氧氣檢測探頭(10)安放在緩沖罐(8)內。

(3)一種便攜式吸附式天然氣回收裝置，其撬塊特征是：

①該裝置由五個撬塊構成，分別為氣化器撬塊、緩沖瓶撬塊、真空泵撬塊、壓縮機撬塊、ANG氣瓶撬塊，其中氣化器(7)放在氣化器撬塊上，緩沖罐(8)放在緩沖罐撬塊上，真空泵(17)、控制柜(28)放在真空泵撬塊上，天然氣壓縮機(21)放在壓縮機撬塊上，ANG氣瓶(25)放在ANG氣瓶撬塊；前面4個撬塊之間通過螺栓連接，ANG氣瓶撬塊為獨立的撬塊。

②各撬塊上的主體設備的管線通過帶有標記的特制金屬軟管快速接頭對應連接。

③真空泵撬塊上的控制柜(28)與各設備、儀表的電纜連接是通過帶有標記的特制快速電纜插座對應連接，并使用石墨烯軟體密封膠進行密封。