本實用新型涉及一種天然氣BOG冷凝回收系統。

背景技術：

LNG(液化天然氣)在常壓下的液化溫度約為-162℃，盡管LNG儲運設備或LNG輸送管道均采取了良好的保冷保護措施，但由于其與環境之間存在很大的溫差，LNG在儲存、運輸過程中的吸熱蒸發總是存在，BOG(LNG在儲存、運輸等過程中自然吸熱蒸發的氣體，或稱為閃蒸汽)的產生不可避免。LNG隨著吸熱量的不斷增加，BOG的產生量會逐漸增加，LNG儲運壓力隨之也會不斷上升，此情況下若未采取有效的降壓措施，為避免造成超壓安全等事故，當LNG儲運壓力達到一定壓力時，一般會通過向大氣放散方式自動或手動進行卸壓，BOG的放散會造成環境污染、能源浪費和經濟損失。為此，BOG的回收利用便成為LNG應用工程中需要解決的問題。

目前已有的LNG加氣站的BOG冷凝回收系統一般采用液氮冷卻BOG，通過溫度更低的液氮和含有BOG的LNG發生液液熱交換，冷卻含有BOG的LNG，將BOG冷凝，減少BOG的排放。這種系統換熱效率較高，可以避免環境污染，然而液氮的引入必然需要后續流程加入氮氣排放裝置，同時液氮氣化成氮氣容易產生高壓，需要專門設置氮氣壓力檢測裝置以保證加氣站安全。

技術實現要素：

為克服現有LNG加氣站中BOG冷凝回收系統的問題，本實用新型提供一種結構更簡單、冷卻效率更高的BOG冷凝回收系統。所述天然氣BOG冷凝回收系統，利用液化天然氣和BOG之間的溫度差進行熱交換，利用低溫的液化天然氣對BOG進行冷卻，不必引入液氮冷卻，避免了后期氮氣處理問題。

本實用新型提供的技術方案為：

一種天然氣BOG冷凝回收系統，包括第一冷凝裝置、壓縮裝置、第二冷凝裝置、回收管路和BOG循環管路，所述第一冷凝裝置包括冷凝罐本體、所述冷凝罐本體內部從下向上依次設置液體導出管路、液體貯存結構、BOG輸入接口、第一噴霧器、第一填充層、第二噴霧器、第二填充層、第三填充層和BOG輸出管路；第一冷凝裝置、壓縮裝置、第二冷凝裝置依次連接，第一冷凝裝置與回收管路連接，回收管路通過第一冷凝裝置底部的液體導出管路與第一冷凝裝置連接，BOG循環管路連接第二冷凝裝置后端和第一冷凝裝置前端形成循環通路。

第一噴霧器和第二噴霧器分別與LNG輸入管路連通，從LNG儲罐底部抽出、并用泵升壓的液化天然氣通過LNG輸入管路，經LNG輸入管路上設置的流量調節閥調節，進入BOG冷凝回收系統。BOG輸入接口與BOG輸入管路連通，從LNG儲罐上部抽出后經壓縮機升壓、預冷卻裝置冷卻處理后的BOG從BOG輸入管路進入天然氣BOG冷凝回收系統。

第一噴霧器向上方噴出液化天然氣噴霧，與BOG流動方向相同，將BOG卷入液化天然氣噴霧中；第二噴霧器向下噴出液化天然氣噴霧。在第一填充層處液化天然氣噴霧與BOG進行充分氣液接觸，低溫的液化天然氣將BOG冷卻。在第一填充層處冷卻后以蒸氣形式上升的BOG在通過第二填充層時，BOG中的霧氣被吸收，在通過第三填充層時霧氣被除去，再經由BOG輸出管路導出，進入壓縮裝置。從BOG輸出管路導出的BOG基本不含有霧氣，從而不會影響后續壓縮裝置壓縮機的性能，避免介質帶液損害壓縮機內部結構。

優選的，第一填充層和第二填充層均采用金屬材料網制成。第二填充層填充材料的孔徑比第一填充層小，更易于吸附BOG霧。第三填充層為孔徑細小的陶瓷制成。在第二填充層或第三填充層處吸附的液化天然氣霧滴相互結合形成更大霧滴，向下落入液體貯存結構。

落入液體貯存結構的液化天然氣液體通過回收管路被輸送回LNG儲罐中。

壓縮裝置通過BOG管路一端與第一冷凝裝置1通過BOG輸出管路連通，另一端通過BOG管路連接第二冷凝裝置。

優選的，所述壓縮裝置可采用渦旋增壓式壓縮機。

第二冷凝裝置包括冷卻水管路、熱交換器、冷卻水泵和散熱裝置。散熱裝置包括熱交換器和風扇。冷卻水管路連接冷卻水泵、熱交換器和散熱裝置形成回路。

冷凝罐本體頂部的BOG通過BOG輸出管路進入壓縮裝置壓縮增壓后進入第二冷凝裝置進行冷卻。第二冷凝裝置中，在熱交換器處，壓縮裝置放出的BOG和冷卻水進行熱交換，使BOG管路中的冷卻。吸收了熱的冷卻水流入散熱裝置的熱交換器，利用風扇處空氣流動將冷卻水冷卻。冷卻后的冷卻水被冷卻水泵再送至熱交換器處。

回收管路與第一冷凝裝置底部的液體導出管路連通，另一端連接LNG儲罐。

BOG輸出管路設置有管理BOG流量的BOG輸出閥，在BOG輸出閥上游接近第二冷凝裝置處分支出BOG循環管路，BOG循環管路另一端與BOG輸入管路連接，在BOG循環管路上設置BOG循環閥，用于調節BOG循環管路進入BOG輸入管路的流量。因此，在BOG氣體使用量少時，關閉BOG輸出閥、打開BOG循環閥，將BOG循環管路中的BOG輸送到BOG輸入管路，使得更多的BOG再液化。

優選的，在第一冷凝裝置1的BOG輸出管路17、壓縮裝置2的出口處、第二冷凝裝置3的出口處分別安裝了溫度檢測裝置21、溫度檢測裝置22、溫度檢測裝置23。

所述第二冷凝裝置將所述壓縮裝置增壓后的BOG進行冷卻，可采用翅片式冷凝器。從冷凝裝置的BOG輸出管路導出的BOG已降溫至-100～-120℃，在壓縮裝置處壓縮升溫至60～70℃，在第二冷凝裝置處冷卻至30℃常溫，可以經由輸出管路輸送出去，經本系統處理后的BOG為高純度的天然氣，可以作為燃氣直接投入應用。

輸出管路設置有管理BOG流量的BOG輸出閥，在BOG輸出閥上游接近第二冷凝裝置處分支出BOG循環管路，BOG循環管路另一端與BOG輸入管路連接，BOG循環管路連接第二冷凝裝置后端和第一冷凝裝置前端形成循環通路，在BOG循環管路上設置BOG循環閥，用于調節BOG循環管路進入BOG輸入管路的流量。因此，在BOG氣體使用量少時，關閉BOG輸出閥、打開BOG循環閥，將BOG循環管路中的BOG輸送到BOG輸入管路，這樣在冷凝裝置、壓縮裝置之間循環的BOG量增加，使得更多的BOG再液化。

本實用新型提供的一種天然氣BOG冷凝回收系統，其有益效果在于：

1.利用液化天然氣的低溫將BOG冷卻和再冷卻，冷卻效能更高，且不必引入液氮等冷卻液體，減少了除去液氮的過程，同時液化天然氣和BOG均設置回收裝置，不會造成浪費。

2.結構簡單，減少了設備成本，以及檢修和維護工作量，節約空間和能源，具有的社會效益和經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種天然氣BOG冷凝回收系統的結構圖.

其中，A-LNG輸入管路，B-BOG輸入管路，C-輸出管路；

A1-流量調節閥，C1-BOG輸出閥，51-BOG循環閥；

1-第一冷凝裝置，2-壓縮裝置，3-第二冷凝裝置，4-回收管路，5-BOG循環管路；10-冷凝罐本體，11-BOG輸入接口，12-第一噴霧器，13-第一填充層，14-第二噴霧器，15-第二填充層，16-第三填充層，17-BOG輸出管路，18-液體導出管路，19-液體貯存結構，20-BOG管路，21、22、23-溫度檢測裝置，30-冷卻水管路，31-熱交換器，32-冷卻水泵，33-散熱裝置，33a-熱交換器，33b-風扇。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本實用新型作進一步說明。

如附圖1所示，一種天然氣BOG冷凝回收系統，包括第一冷凝裝置1、壓縮裝置2、第二冷凝裝置3、回收管路4和BOG循環管路5。

第一冷凝裝置1包括冷凝罐本體10、以及冷凝罐本體10內部從下向上依次為液體導出管路18、液體貯存結構19、BOG輸入接口11、第一噴霧器12、第一填充層13、第二噴霧器14、第二填充層15、第三填充層16、BOG輸出管路17。

壓縮裝置2為渦旋增壓式壓縮機，通過BOG管路一端與第一冷凝裝置1通過BOG輸出管路17連通，另一端通過BOG管路連接第二冷凝裝置3。

第二冷凝裝置3包括冷卻水管路30、熱交換器31、冷卻水泵32和散熱裝置33。散熱裝置33包括熱交換器33a和風扇33b。冷卻水管路30連接冷卻水泵32、熱交換器31和散熱裝置33形成回路。熱交換器31中，多個天然氣管路和多個冷卻流體管路交互層疊。散熱裝置33包括熱交換器33a和風扇33b。在熱交換器31處，壓縮裝置2放出的BOG和冷卻水進行熱交換，使天然氣管路20中的BOG冷卻。吸收了熱的冷卻水流入散熱裝置33的熱交換器33a，利用風扇33b處空氣流動將冷卻水冷卻。冷卻后的冷卻水被冷卻水泵再送至熱交換器31處。

回收管路4與第一冷凝裝置1底部的液體導出管路18連通，另一端連接LNG儲罐。

BOG循環管路5在BOG輸出管路C分支出去，另一端連接至BOG輸入管路B。

在第一冷凝裝置1的BOG輸出管路17、壓縮裝置2的出口處、第二冷凝裝置3的出口處分別安裝了溫度檢測裝置21、溫度檢測裝置22、溫度檢測裝置23。

第一噴霧器12和第二噴霧器14分別與LNG輸入管路A連通，從LNG儲罐底部抽出、并用泵升壓的液化天然氣通過LNG輸入管路A，經LNG輸入管路A上設置的流量調節閥A1調節，進入BOG冷凝回收系統。BOG輸入接口11與BOG輸入管路B連通，從LNG儲罐上部抽出后經壓縮機升壓、預冷卻裝置冷卻處理后的BOG從BOG輸入管路B進入BOG冷凝回收系統。第一噴霧器12向上方噴出液化天然氣噴霧，與BOG流動方向相同，將BOG卷入液化天然氣噴霧中；第二噴霧器14向下噴出液化天然氣噴霧，與BOG充分接觸，使后者高效冷卻降溫。

第一填充層13和第二填充層15均采用金屬材料網多層重疊制成。第二填充層15填充材料的孔徑比第一填充層13小，更易于吸附BOG霧。第三填充層16為孔徑細小的陶瓷制成的過濾器。在第二填充層15或第三填充層16處吸附的液化天然氣霧滴相互結合形成更大霧滴，向下落入液體貯存結構19。

落入液體貯存結構19的液化天然氣液體通過回收管路4被輸送回LNG儲罐中。

冷凝罐本體10頂部的BOG通過BOG輸出管路17進入渦旋增壓式壓縮機2壓縮增壓后進入第二冷凝裝置3進行冷卻。第二冷凝裝置3中，在熱交換器31處，壓縮裝置2放出的BOG和冷卻水進行熱交換，使BOG管路20中的BOG冷卻。吸收了熱的冷卻水流入散熱裝置3的熱交換器33a，利用風扇33b處空氣流動將冷卻水冷卻。冷卻后的冷卻水被冷卻水泵再送至熱交換器31處。

從第一冷凝裝置1的BOG輸出管路17導出的BOG已降溫至-100～-120℃，在壓縮裝置2處壓縮升溫至60～70℃，在第二冷凝裝置3處冷卻至30℃常溫，可以經由輸出管路C輸送出去，經本系統處理后的BOG為高純度的天然氣，可以作為燃氣直接投入應用。

BOG輸出管路C設置有管理BOG流量的BOG輸出閥C1，在BOG輸出閥C1上游接近第二冷凝裝置3處分支出BOG循環管路5，BOG循環管路5另一端與BOG輸入管路B連接，在BOG循環管路5上設置BOG循環閥51，用于調節BOG循環管路51進入BOG輸入管路B的流量。

雖然以上參考附圖描述了本實用新型的實施例，但是本領域技術人員可以理解，在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對本實用新型作出各種不同的修改和變化。因此，應該理解上述的實施例僅是一種技術方案，并不用于限定本實用新型。本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。