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液化天然气BOG回收技术的现状与进展

作者:李景武 余益松 王荣 李辉  
评论: 更新日期:2016年09月06日
①外部制冷介质制冷
再冷凝过程中,采用外部制冷介质(如液氮)提供冷量使BOG液化为LNG的工艺流程见图4,液氮和丙烷是两种比较常见的制冷剂[13-14]
 
储罐内的BOG经过分离器分离后进入BOG压缩机增压,增压后的气体通过再冷凝器吸收液氮放出的冷量液化为LNG,继而送回储罐或外输。白改玲等[15-16]在此基础上进行了优化,使得BOG的回收方法更具实用性。成都深冷公司[17]针对具体的加气过程,提出了具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法。
②储罐内部分LNG制冷
利用储罐内部分LNG制冷的再冷凝工艺流程见图5。
 
由图5可知,相比于外部制冷剂制冷的BOG回收流程,其最大不同在于再冷凝器中BOG液化的冷量来自于储罐中的部分LNG。由于这种方法不依靠外部制冷,节约了配套投资,其应用更加广泛[18-21]
③蓄冷式再液化
为了克服LNG夜间外输量小导致所提供的冷量不足以将BOG再液化的问题,在以上基础上发展了蓄冷式再液化工艺,流程见图6。
 
蓄冷式再液化工艺在LNG外输供气时,通过蓄冷剂与LNG进行冷量交换,将冷量储存下来。白天用气量较多,LNG可以提供足够多冷量将BOG液化,剩余的冷量则被储存。晚上用气量较少,LNG流出也较少,冷量不足以使BOG完全液化。此时,通过蓄冷剂冷却BOG弥补冷量的不足。
该工艺虽然具有较大的优势,但投资较高,操作较为困难,未来对这方面进行研究仍然具有很大的发展潜力。
④再液化工艺比较
无论是采用部分LNG提供冷量,还是利用外部冷源提供冷量,再液化工艺都存在以下无法克服的缺点[2,22-24]
a.管网输气负荷波动时操作较为困难。
b.再液化后的气体返回储罐时,容易产生二次闪蒸,增加了系统运行的负荷。
c.BOG压缩机及泵的选型及采购比较困难。
d.采用部分LNG提供冷量的再冷凝过程,对于进入再冷凝器的BOG和LNG的气液比有严格的要求,控制起来较为困难。
一般在实践中,将液化工艺与返补真空等BOG处理方式相结合,取其优点,图7为工程实践中最常用的80G回收流程[17]
 
总的来说,再液化工艺比其他工艺具有较大的优势,可以实现BOG的零排放;比直接压缩工艺节约30%~60%的成本费用[25]。因此,绝大多数LNG接收站都采用再冷凝工艺对BOG进行回收[26]
3 结语
对LNG生产和运输过程中产生的BOG进行处理,不仅可以带来巨大的经济效益,还能起到节能减排作用。正常情况下BOG的产生主要源于热量的流入、大气压力的急剧下降、装卸船过程中的体积置换和闪蒸四个方面,其中热量流入是BOG产生的最主要原因。通常对BOG的回收包括两方面:冷能回收和天然气回收,处理方式主要有再冷凝、直接压缩、返补真空、代替氮气充填隔热层、燃烧等五种。其中返补真空、代替氮气充填隔热层二种方式由于处理量小,一般不单独使用;燃烧对环境的影响较大,资源利用率低,很少被采用;直接压缩和再冷凝工艺是实践中回收BOG的两种主要方法。但由于再冷凝工艺的能耗比直接压缩减少30%~60%,因此在实践中更具优势;然而,再冷凝工艺同样存在着一些无法克服的缺点,如压缩机选型、气液比控制困难等。随着LNG产业的发展及国家对节能减排的重视,相信各种新技术将会在BOG回收上大有可为。
 
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