本發(fā)明屬于水合物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種水合物法BOG回收裝置。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，污染嚴(yán)重的化石能源逐漸被更為清潔的天然氣所替代。尤其是在《巴黎協(xié)定》簽署后，在國際的主流趨勢(shì)和國家政策的主導(dǎo)下，天然氣需求迅速發(fā)展；隨著天然氣開采方法的不斷優(yōu)化、頁巖氣開采的革命性進(jìn)展，天然氣的價(jià)格逐漸降低，價(jià)格優(yōu)勢(shì)使得天然氣更受市場歡迎；同時(shí)天然氣的儲(chǔ)量巨大，尤其是我國天然氣儲(chǔ)量更是高于石油儲(chǔ)量。因此，天然氣的用途越來越廣泛。

隨著天然氣用量的增多，天然氣的運(yùn)輸儲(chǔ)存技術(shù)也受到了人們的重視，除了管道輸送以外，以LNG相關(guān)技術(shù)發(fā)展的最為成熟。在運(yùn)輸方面，相對(duì)于管道天然氣來說，LNG更加安全、靈活，同時(shí)也是遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)奈ㄒ皇侄?。因此LNG運(yùn)輸也成為目前研究的熱點(diǎn)問題。在大量LNG運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，BOG的問題至今還無法避免。BOG是由低溫儲(chǔ)罐和低溫槽車內(nèi)的LNG蒸發(fā)產(chǎn)生的，日蒸發(fā)率在0.3％左右，在LNG大量運(yùn)輸?shù)那闆r下，BOG是一筆很可觀的能源。通常情況下，BOG都是通過放空閥直接排放，直接排空不僅造成了能源的浪費(fèi)，更會(huì)加劇溫室效應(yīng)。因此如何有效回收利用BOG是目前急需解決的能源問題和環(huán)境問題。

天然氣水合物的存在證明了水合物法可以有效的儲(chǔ)存天然氣，這給本發(fā)明提供了理論基礎(chǔ)。天然氣水合物的形成條件比LNG更容易達(dá)到，因此水合物法是一種較為經(jīng)濟(jì)的天然氣儲(chǔ)存方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種水合物法BOG回收裝置，為基于水合物法BOG回收技術(shù)提供了一種可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的裝置，并且可以對(duì)原料進(jìn)行循環(huán)使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種水合物法BOG回收裝置，包括反應(yīng)器、冷卻系統(tǒng)、液面控制系統(tǒng)、冷水槽、常溫水槽、進(jìn)氣系統(tǒng)和出氣系統(tǒng)；

BOG回收與再利用在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，該反應(yīng)器由耐高壓不銹鋼制成，置于絕熱的壓力殼內(nèi)，壓力殼與反應(yīng)器之間填有制冷液，由冷卻系統(tǒng)提供制冷；反應(yīng)器下部設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口處設(shè)置過濾器及分散器，分散器用來分散BOG氣體，過濾器防止水合物固體落入進(jìn)氣口導(dǎo)致進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞；在反應(yīng)器側(cè)上方開有出氣口，將儲(chǔ)藏在反應(yīng)器內(nèi)的BOG氣體分解，并且注入氣體管網(wǎng)或儲(chǔ)氣裝置；在反應(yīng)器中加入四氫呋喃與十二烷基硫酸鈉的混合溶液，用于促進(jìn)水合物生成；

進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)有第一氣體增壓泵，氣體增壓泵與反應(yīng)器相連，二者之間設(shè)有止回閥門；第一氣體增壓泵將氣體壓力控制在所需范圍內(nèi)，BOG氣體經(jīng)氣體增壓泵加壓后進(jìn)入反應(yīng)器；

出氣系統(tǒng)一端與反應(yīng)器相連，在二者之間設(shè)有第一可控閥門；出氣系統(tǒng)另一端根據(jù)情況連接氣體管網(wǎng)或儲(chǔ)氣裝置，收集的BOG隨時(shí)釋放并入管網(wǎng)或?qū)崿F(xiàn)其他利用；

液面控制系統(tǒng)為由耐高壓不銹鋼制成的儲(chǔ)水器，儲(chǔ)水器設(shè)置在壓力殼內(nèi)，儲(chǔ)水器與壓力殼間填有制冷液，由冷卻系統(tǒng)提供制冷；儲(chǔ)水器頂部與反應(yīng)器側(cè)上方相連，使二者內(nèi)部壓力保持一致；儲(chǔ)水器下方與反應(yīng)器側(cè)下方相連，二者之間設(shè)有第二可控閥門，利用連通器原理保持反應(yīng)器液面在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)液面自動(dòng)控制，保證反應(yīng)器內(nèi)水充足，且不會(huì)因水合物生成而堵塞入氣口；

冷卻系統(tǒng)為反應(yīng)器、液面控制系統(tǒng)和冷水槽制冷，根據(jù)實(shí)際情況采用LNG的余冷或另外采用制冷機(jī)進(jìn)行制冷；

冷水槽采用耐高壓不銹鋼制成，冷水槽設(shè)置在壓力殼內(nèi)，儲(chǔ)水器與壓力殼間填有制冷液，由冷卻系統(tǒng)提供制冷；冷水槽頂部與反應(yīng)器底部相連，連接管路中通過第三可控閥門控制是否連通；冷水槽底部與反應(yīng)器側(cè)下方相連，在管路中設(shè)有第二液體增壓泵，通過控制第二液體增壓泵控制是否連通；冷水槽對(duì)反應(yīng)器內(nèi)冷水進(jìn)行回收循環(huán)利用，在節(jié)省能量的同時(shí)，分解水的記憶效應(yīng)也利于水合物快速生成。

常溫水槽采用耐高壓不銹鋼制成，常溫水槽頂部與反應(yīng)器底部相連，連接管路中通過第四可控閥門控制是否連通；常溫水槽底部與反應(yīng)器側(cè)下方相連，在管路中設(shè)有第一液體增壓泵，通過控制第一液體增壓泵控制是否連通，通過常溫水槽和冷水槽對(duì)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)換水升溫來促進(jìn)水合物分解，安全且耗能低，同時(shí)升溫分解水合物可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)自增壓，減少了使用增壓泵的能耗。

本發(fā)明的有益效果：將水合物法儲(chǔ)存天然氣氣體運(yùn)用到BOG氣體上，能夠?qū)⑺衔锓▋?chǔ)存天然氣廣泛運(yùn)用在LNG儲(chǔ)存運(yùn)輸上，結(jié)構(gòu)簡單，BOG的收集與利用均在同一個(gè)反應(yīng)器中，并且在反應(yīng)器中加入THF/SDS混合溶液，能夠解決天然氣水合物生成速度慢，周期長的缺點(diǎn)。此外，設(shè)有液面控制系統(tǒng)，解決了反應(yīng)器內(nèi)水面下降導(dǎo)致的水合物堵塞進(jìn)氣口的問題；同時(shí)在裝置下方分別設(shè)有冷水槽和常溫水槽，冷水槽可以對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的液體進(jìn)行回收，循環(huán)利用，節(jié)約冷能的同時(shí)利用水合物的記憶效應(yīng)可以加速水合物的生成，提高了經(jīng)濟(jì)性；常溫水槽對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行換水，改變反應(yīng)器內(nèi)的溫度來促進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)水合物的分解，該方法安全且耗能低，同時(shí)水合物分解也可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)自增壓，節(jié)省了增壓泵的能耗。冷卻系統(tǒng)可根據(jù)情況利用LNG的余冷，提高了能效性。

附圖說明

圖1是一種水合物法BOG回收裝置結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是一種水合物法BOG回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1反應(yīng)器；2壓力殼；3過濾器及分散器；4儲(chǔ)水器；

5制冷機(jī)；6-1氣體增壓泵；6-2第一液體增壓泵；6-3第二液體增壓泵；

7常溫水槽；8-1第一可控閥門；8-2第二可控閥門；8-3第三可控閥門；

8-4第四可控閥門；9止回閥門；10冷水槽。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1所示為一種水合物法BOG回收裝置結(jié)構(gòu)框圖工作原理框圖，其工作過程為：在反應(yīng)器內(nèi)放置THF混合SDS溶液后，BOG氣體由進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，通過分散器形成微小氣泡在反應(yīng)器內(nèi)與水結(jié)合生成水合物漂浮在液面上。而液面控制系統(tǒng)為反應(yīng)器內(nèi)提供足夠的冷水保持液面保持在適當(dāng)高度。使用時(shí)通過冷水槽和常溫水槽對(duì)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行換水升溫，促使水合物分解產(chǎn)氣，分解氣體由出氣系統(tǒng)排出使用。

圖2所示為一種水合物法BOG回收裝置示意圖。

(1)反應(yīng)器內(nèi)工作過程為：首先在反應(yīng)器內(nèi)裝入THF混合SDS溶液后，關(guān)閉裝置所有閥門。在反應(yīng)器與壓力殼之間填充有制冷液，在低溫高壓下，水合物更容易生成。打開第二可控閥門8-2，使反應(yīng)器內(nèi)液面與儲(chǔ)水器內(nèi)液面平衡。打開進(jìn)氣口，打開止回閥門9，通過氣體增壓泵6-1把BOG增壓到適當(dāng)壓力注入到反應(yīng)器。增壓后的BOG通過進(jìn)氣口上方的分散器和過濾器3向反應(yīng)器溶液內(nèi)呈180°以微小氣泡的形式進(jìn)行擴(kuò)散。BOG氣泡在促進(jìn)劑和低溫高壓的作用下與水分子生成水合物，由于水合物的密度小于水的密度，水合物將飄在液面上，從而避免了水合物在入口處生成導(dǎo)致入口處堵塞的問題。隨著BOG氣體源源不斷的進(jìn)入到反應(yīng)器中，水合物不斷生成，到達(dá)預(yù)定量或需要時(shí)進(jìn)行分解出氣過程。

(2)分解出氣過程為：關(guān)閉系統(tǒng)內(nèi)所有閥門，關(guān)閉制冷機(jī)5，打開第三可控閥門8-3，將反應(yīng)器內(nèi)的冷水排入至冷水槽10內(nèi)，當(dāng)液面略高于分散器和過濾器3時(shí)，關(guān)閉第三可控閥門8-3，停止排出冷水；啟動(dòng)第一液體增壓泵6-2，將常溫水槽7內(nèi)的常溫水通過第一液體增壓泵6-2進(jìn)入到反應(yīng)器1中，通過溫度的變化促進(jìn)水合物的分解，根據(jù)常溫水注入到反應(yīng)器中的水來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度，從而控制水合物的分解，也可以通過注入到反應(yīng)器內(nèi)常溫水的量來控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力，實(shí)現(xiàn)自增壓。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)壓力達(dá)到所需壓力時(shí)關(guān)閉第一液體增壓泵6-2，打開第一可控閥門8-1，將反應(yīng)器內(nèi)的氣體通過出氣系統(tǒng)排入到氣體管網(wǎng)中或其他儲(chǔ)氣系統(tǒng)。

(3)循環(huán)冷水過程為：等出氣過程結(jié)束后，關(guān)閉所有閥門。啟動(dòng)第二液體增壓泵6-3，將冷水槽10內(nèi)的冷水通過第二液體增壓泵6-3注入到反應(yīng)器1中進(jìn)行循環(huán)利用。打開第二可控閥門8-2，將儲(chǔ)水罐4中的液面與反應(yīng)器1中的液面進(jìn)行連通。