摘 要:针对液化天然气加气站BOG排放存在安全环保问题,优化BOG回收机装置,通过优化管线,减少管道等零部件和焊缝数量,提高设备的可靠性。迷你型回收装置能够实现BOG气体零排放,完全满足安全环保要求,而且节约原料,成本降低,增加站点收益,增加了市场竞争力,为实现我国“3060”双碳目标具有积极推动意义。 关键词:BOG回收装置;节能减排
电梯运行检测平台一、前言
近年来,随着科学技术水平的不断提高以及国家节能减排号召的逐渐深入,天然气汽车持有量将会逐年提升[1]。我国LNG行业相对于其它能源,具有清洁、节能、环保等诸多优势,国家对LNG产业的发展给予了高度的重视,广东、福建、上海、江苏等地纷纷投资兴建LNG项目,这为LNG产业发展创造了良好环境。随着国家对能源需求的不断升温,LNG行业的发展将对优化我国能源结构,有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题[2]。
二、液化天然气中BOG排放存在的问题
为响应国家科技部推广应用清洁燃料汽车的号召,天然气(LNG)汽车在我国很多城市得到迅猛发展,目前我国LNG汽车保有量已跃居世界第二位。但伴随LNG产业的快速发展以及LNG加气站数量的日益增多,挥发气(BOG)的处理与排放成为了不容忽视的问题乘波体[3]。BOG(Boil Off Gas)是LNG生产、储运和使用中不可避免产生的LNG挥发气,主要成分是甲烷(CH4)。
以LNG运输罐车为例,目前国内LNG运输罐车全都采用“差压输送”方式卸液,在站内通过集中泄放管进行排放,加气站贮罐也要同步排气以降压受液,通常一次卸液就有400标准立方米的BOG排放到大气中[4,5]。
一是安全方面,目前多数站场的BOG排放均为不处理对空排放,高浓度的BOG气体与空气充分混合,极易达到BOG气体的爆炸极限,存在较大安全隐患;
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二是环保方面,随着我国“碳达峰”“碳中和”战略目标的出台,BOG气体的随意排放将触碰环保红线,另外,BOG气体中存在的一些轻烃类气体也将对周边大气环境造成严重影响;电压互感器柜
三是经济方面,BOG气体实则是液化天然气吸收外界热量气化而成的闪蒸汽,随意排放也造成了资源的浪费[6]。
三、迷你型LNG余气BOG回收装置的研发
针对LNG槽车BOG气体难以处理回收的问题,在增加经济效益保护环境的前提下,从工艺技术及设备制造两个方面,对BOG零排放微型回收装置进行设计改造,通过加设冷量回收器、回收压缩机等处理结构,优化外形设计,最终达到既满足BOG气体回收再利用,又方便运输的目的。
3.1理论依据
1.气体(天然气)的冷凝液化
天然气是一种多组分气体混合物,其组成随油气田而异。主要成分是甲烷,约占80%,其次是氮、C2~C5烷烃、水蒸汽,以及少量的硫化氢、二氧化碳和氦气等。液化是根据气体的特性﹑冷凝温度和使用要求通过相应的液化循环实现的。典型的循环有节流液化循环。成套天然气液化设备包括天然气脱除杂质的预处理净化设备、天然气的液化和贮存设备、液化天然气的再气化和冷量回收设备,以及安全技术系统等。
2.气体的压缩与回收
通过压缩机将经过脱水的天然气采取压缩处理,存储到相应的CNG拖车中进行利用,之后运输到城市各个加气站,将高压天然气气压降级到1.6MPa,进入存储罐,或者通过进一步降压进入相应的城市管道网络中。
3.2装置迷你化优化研发
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研发LNG槽车余气BOG零排放微型回收装置,具有LNG的卸车、装车及BOG回收的作用,它由低温防爆压缩机、冷量回收系统、压力控制保护系统及管道等部分组成。其基本原理是通过内部的低温压缩机将槽车内BOG气体抽取并压缩,经冷量回收器冷却后加注到LNG低温储罐内与LNG液体接触后冷凝液化,从而达到回收再利用、增加经济效益保护环境的目的。
图1 工作原理图
四、迷你型LNG余气BOG回收装置的优势及市场前景
经时间运行监测,迷你型LNG余气BOG回收装置优势明显。功率低、运行效率高,抽气速度快,将槽车压力从0.4MPa回收至0.2MPa,用时不到半小时。压缩机排可达400m3/h.能够实现进出压力欠压、超压联锁保护自动报警停机,排气温度超温联锁保护自动报警停机。安装简单:设备到场后即可安装,无需动火作业。维护成本低,回收系统操作极其简便,只需现场卸车工人启动 BOG 回收系统上的电器开关,开启回收系统即可,因回收系统主要为小型压缩机,其维护工作极少。 因此具有广阔的市场前景。截止到2022年,全国
LNG加气站保有量超过4000座,大约还有60%的LNG站点需要更新设备或加装BOG回收,市场份额很大。国内大部分LNG储罐容量大于50m³,槽车运量一般在20吨左右,BOG回收总量(单车BOG的回收量一般为200Kg左右)大致占单车运量的1%左右。按照目前天然气价格4500元/吨计算,单车单次可增加效益900元。更重要的是,BOG气体的零排放能保证站场环保安全合规要求。
参考文献:
[1]张照伟.LNG加气站槽车余气(BOG)的回收[J].科学与财富,2015(3):1.
[2]何才宁. LNG及L-CNG加气站BOG回收技术探讨[J].石油石化绿低碳,2018,3(2):4.
[3]鲍磊,赵海燕,王全国.LNG加气站槽车BOG压缩液化回收研究[J].石油与天然气化工,2018,47(6):5.
[4]王坤,巨永林.LNG储运装置的小型BOG回收再液化方法的对比分析[J].低温与超导,2017,45(9):4.
[5]祝铁军,张华,巨永林等.LNG加气站用小型撬装式BOG再液化装置的研制开发[J].化工学报,2015(S2):7.
[6]焦纪强,彭斌,张春燕.LNG加气站BOG再液化工艺研究及经济性分析[J].石油与天然气化工,2017,46(6):6.