撬装式放散天然气的回收装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种撬装式放散天然气回收装置及方法，回收装置包括压缩机，其用于对收集的放散天然气进行预压缩；发电单元，其设于所述压缩机的下游，用于对预压缩后的放散天然气的自身的压力能进行回收；余热回收单元，其设于所述压缩机和所述发电单元之间，用于回收放散天然气由于被压缩而产生的热量；以及水合物合成单元，其设于所述发电单元的下游，用于将所述发电单元送入的天然气生成天然气水合物。本发明专利技术的撬装式放散天然气回收装置不仅有效实现了对压力较低的放散天然气本身的回收，而且还回收了回收过程中因天然气被压缩而携带的能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放散天然气的回收、热能利用和水合物合成
，具体涉及一种撬装式放散天然气的回收装置及方法。
技术介绍
随着供能领域对节能减排的要求，天然气成为目前城市中明火设施的主要能源，截至2014年，我国天然气的消耗已突破1816亿立方米。在天然气输运和调压的过程中，经常会出现管网超压放散天然气、事故抢修放散天然气、天然气管网改/切线放散天然气等多种放散天然气的方法，大量天然气放散到空气中，如每次天然气管道切改线都会放散几千甚至几万立方的天然气，不但浪费了天然能源，还对大气造成了严重的温室效应。目前，对于较大量的压力较低的天然气放散气采用的是通过天然气机组以压缩天然气的方式进行回收，由于压缩天然气要求的压力高，因此天然气机组的能耗非常高，且由于天然气机组的体积较大，因此不利于对于城镇管网或者场地设备中的、压力较低的放散天然气的回收。而放散天然气若不进行有效、及时的回收，除了造成大量的天然气浪费，同时会恶化环境空气。而相对于压缩天然气，天然气水合物由于其储存压力低、储存密度大、运输、储存及使用操作方便的优点，天然气水合物合成技术有利于作为小容量放散天然气回收技术。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是，如何对压力较低的放散天然气进行有效回收。解决方案为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一实施例，提供了一种撬装式放散天然气的回收装置，该回收装置包括：压缩机，其用于对收集的放散天然气进行一定程度的预压缩；发电单元，其设于所述压缩机的下游，用于对预压缩后的放散天然气自身的压力能进行回收；余热回收单元，其设于所述压缩机和所述发电单元之间，用于回收放散天然气由于被压缩而产生的热量；以及水合物合成单元，其设于所述发电单元的下游，用于将所述发电单元送入的天然气生成天然气水合物。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述水合物合成单元包括：水合物反应器，所述发电单元的膨胀机连接至所述水合物反应器；以及水媒产生装置，其包括增压泵和喷头，所述喷头与所述水合物反应器的开口端匹配衔接，水源经增压泵处理后，通过喷头将具有压力的水媒送入所述水合物反应器。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，还包括控制部，其包括：控制器，其用于调整进入所述水合物反应器内的天然气的温度和压力达标；其中，所述控制器与第一温度传感器、第二传感器以及压力传感器，以及分别电连接，分别用于采集所述余热回收单元下游的天然气温度、所述水合物反应器内的天然气温度以及压力信号；其中，所述控制器通过励磁模块与所述发电单元的发电机相连；其中，所述控制器通过变频模块与所述余热回收单元的循环泵相连。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述水合物反应器上设置有排放阀，所述水合物反应器生成的天然气水合物经所述排放阀衔接至目标。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述余热回收单元包括依次连接形成闭环的换热器、循环泵和储热器，所述压缩机的出口与所述换热器的天然气侧入口相连通，热媒在所述循环泵的驱动下在所述闭环内循环流动。对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述回收装置还包括：放散管道，其包括总管以及由所述总管向径向外侧延伸出的、与总管连通的若干个支管；以及过滤器，其设于所述总管和所述压缩机之间。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的另一实施例，提供了一种撬装式放散天然气的回收方法，该回收方法包括如下步骤：预压缩步骤，收集的放散天然气经放散管道输送至压缩机，在压缩机内对放散天然气进行一定程度的预压缩；余热回收步骤，经预压缩步骤处理后的放散天然气与换热器中的热媒进行热交换，预压缩后的放散天然气由于被压缩而产生的热量回收至储热器，从而使得被压缩的放散天然气降温；发电步骤，降温后的被压缩的放散天然气带动膨胀机转动，膨胀机的转动带动发电机转动，从而将将降温后的被压缩的放散天然气自身的压力能转换为电能；以及水合物合成步骤，将经所述发电步骤处理后的放散天然气通入水合物反应器，在水合物反应器内与水媒直接接触，生成天然气水合物。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，该回收方法还包括水合物促进步骤，以使得温度、压力达标的天然气与热媒在水合物反应器内接触，用于促成所述水合物合成步骤中的水合物天然气的形成以及形成比例；具体地：控制部根据检测到的换热器下游的天然气的温度以及水合物反应器中的天然气的温度和压力与控制器中的设定值进行比对，根据比对结果，通过励磁模块对发电机的励磁电流进行调节，和/或通过变频模块对循环泵的热媒流量进行调节。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述“根据比对结果，通过励磁模块对发电机的励磁电流进行调节，和/或通过变频模块对循环泵的热媒流量进行调节”具体为：直至调节为控制器检测到的水合物反应器内的天然气的温度不高于控制器的设定温度值，以及水合物反应器内的天然气的压力不低于控制器的设定压力值为止。对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在所述预压缩步骤之前，还包括：收集步骤，其用于将放散口处的放散天然气收集、聚拢；以及过滤步骤，其用于对所述收集步骤得到的放散天然气进行过滤、净化。有益效果本专利技术的撬装式放散天然气回收装置在利用压缩机提高了放散天然气的压力的基础上，既实现了对放散天然气的回收，即形成天然气水合物；又充分回收了放散天然气被压缩后自身具有的热能和压力能，对能源自身中本被浪费的能量进行了回收和利用。同时提供的撬装式放散天然气回收方法也具有上述技术效果。而且，本专利技术的撬装式放散天然气回收装置结构简单，操作方便，生产和运营成本低，除了用于大、中、小规模的、压力较低的放散天然气的回收，也可以用于对二氧化碳的回收储存，即适用于城镇管网或者场地设备中对于压力较低的放散天然气的回收以及对二氧化碳的捕捉储存。附图说明当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本专利技术。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1示出本专利技术一个实施例的撬装式放散天然气回收装置的结构示意图。附图标记列表10、控制器11、第一温度传感器12、压力传感器13、第二温度传感器14、励磁模块15、变频模块16、阀门20、过滤器21、压缩机22、换热器23、膨胀机24、水合物反应器25、干燥过滤器26、发电机30、水源31、增压泵32、喷头33、排放阀40、储热器41、循环泵。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细的说明。实施例1如图1所示的一种撬装式放散天然气回收装置，主要是通过生成天然气水合物的方式对放散天然气进行回收。该回收装置主要包括：压缩机21，主要用于对收集的放散天然气进行一定程度的预压缩；由于本专利技术的回收装置针对的是压力较低的放散天然气的回收，因此需要对其进行一定程度的预压缩。待处理的放散天然气经城镇管网或者场地设备的放散口汇入放散管道，然后经放散管道输送至压缩机21后，经压缩机对其进行压缩处理之后，提高了放散天然气的压力。作为一种具体的实施方式，待处理的放散天然气在进入压缩机21之前，先由过滤器20对收集的放散天然气进行过滤净化，主要用于放散天然气中存在的杂质等。作为一种具体的实施方式，放散管道为能够将城镇管网或者场地设备的放散口的放散天然气聚集收拢的结构。如可以是：放散管道为总管以及由总管向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，该回收装置包括：压缩机，其用于对收集的放散天然气进行预压缩；发电单元，其设于所述压缩机的下游，用于对预压缩后的放散天然气自身的压力能进行回收；余热回收单元，其设于所述压缩机和所述发电单元之间，用于回收放散天然气由于被压缩而产生的热量；以及水合物合成单元，其设于所述发电单元的下游，用于将所述发电单元送入的天然气生成天然气水合物。

【技术特征摘要】
1.一种撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，该回收装置包括：压缩机，其用于对收集的放散天然气进行预压缩；发电单元，其设于所述压缩机的下游，用于对预压缩后的放散天然气自身的压力能进行回收；余热回收单元，其设于所述压缩机和所述发电单元之间，用于回收放散天然气由于被压缩而产生的热量；以及水合物合成单元，其设于所述发电单元的下游，用于将所述发电单元送入的天然气生成天然气水合物。2.根据权利要求1所述的撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，所述水合物合成单元包括：水合物反应器，所述发电单元的膨胀机连接至所述水合物反应器；以及水媒产生装置，其包括增压泵和喷头，所述喷头与所述水合物反应器的开口端匹配衔接，水源经增压泵处理后，通过喷头将具有压力的水媒送入所述水合物反应器。3.根据权利要求2所述的撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括控制部，其包括：控制器，其用于调整进入所述水合物反应器内的天然气的温度和压力达标；其中，所述控制器与第一温度传感器、第二传感器以及压力传感器分别电连接，分别用于采集所述余热回收单元下游的天然气温度、所述水合物反应器内的天然气温度以及压力信号，以及；其中，所述控制器通过励磁模块与所述发电单元的发电机相连；其中，所述控制器通过变频模块与所述余热回收单元的循环泵相连。4.根据权利要求3所述的撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，所述水合物反应器上设置有排放阀，所述水合物反应器生成的天然气水合物经所述排放阀衔接至目标。5.根据权利要求1所述的撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，所述余热回收单元包括依次连接形成闭环的换热器、循环泵和储热器，所述压缩机的出口与所述换热器的天然气侧入口相连通，热媒在所述循环泵的驱动下在所述闭环内循环流动。6.根据权利要求1～5中任一项所述的撬装式放散天然气回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括：放散管道，其包括总管以及由所述总管向径向外侧延伸出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊亚选，刘蓉，陈红兵，徐鹏，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11