一种低温液化气体的置换式压力输送方法的设备技术

本发明专利技术公开了一种低温液化气体的置换式压力输送方法的设备。本发明专利技术具有从低压设备向高压设备输送低温液化气体时，不再需要采用低温泵，消耗能源；也不需要向低温贮罐增压，使低温贮罐超压、放散，造成安全隐患和浪费，从而节约了能源，保护了生态环境。包括置换单元(44)、BOG处理单元(45)、低温贮液罐(24)。该设备不仅使设备投资低，占地少，而且不需用电，运行维护费用低，安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备
本专利技术涉及低温液化气体的输送领域，具体地，涉及具有无泵输送的方法和设备。如液氧、液氮、液氩、液氢、液氦、液化天然气(LNG)等的加气站和充装站、以及气化站、LNG汽车供气系统等。
技术介绍
低温液化气体，是以液态形式存在的气体，是为了贮存和运输的需要而将气体降温液化。它具有温度低(一般常压下在_162°C到_256°C之间)、气液比(即单位体积的低温液化气体与气化成常温常压的气体后的体积比)大、纯度高、保存困难(常因贮存容器绝热性能不佳或生产工艺需要而气化放散，造成经济损失)等特点。随着现代工业和社会的发展，对低温液化气体的应用越来越广泛。目前，低温液化气体的保存主要采用低温液体贮罐，运输采用低温槽车，它们都是采用高真空绝热结构。低温液体从贮罐到槽车(或称为装车)或从槽车到贮罐(或称为卸车)或从贮罐到贮罐(称为倒罐)的输送，主要采用低温液体泵输送或压力输送的方式。目前的输送方式至少存在以下缺点:1、泵输送方式消耗能源:低温泵的功率从十几千瓦到几十千瓦，有的站点甚至还要为此建造专用的变电站以满足需要。不但投资大，占地面积大，建造站点的区域选址也受至IJ电源供应的限制，运行成本也因此增加；2、泵输送方式运行维护费用高、可靠性相对较低，寿命有限。低温泵属于动设备，常因为机械故障而影响加气；3、泵输送方式投资大:低温泵因为各种技术原因，国产的稳定性达不到要求，主要依靠进口。而进口设备单台的价格在20万到30万不等，增加了建站成本；4、低温泵有机械运动，在运转过程中不可避免要产生大量热量，使低温液化气体气化，增加B0G(Boil off gas，即罐内及加气系统内自然气化而产生的蒸发气体)，使低温存贮系统增温增压，甚至超压放散。增加了运行成本，放散也造成浪费和对环境的污染；5、因生产工艺需要增压(增压过程是利用低温液体的重力，将低温液体引到罐外的增压气化器，低温液体在增压气化器内和热媒(如:空气或热蒸汽、热水、热油等)进行热交换后气化成气体，回到低温贮罐的气相空间。利用低温液化气体的气液比大的特性,使贮罐增压)或增温造成向存贮系统人为输入热量，使低温液化气体升温而造成保存期(因低温液化气体温度达到贮罐工作压力对应的饱和温度而大量气化放散)缩短，以至贮罐超压放散，造成经济损失，也破坏了环境。至少有如下工艺需要增压:a、调饱和(即将低温液体加温到要求压力的饱和温度):如液化天然气汽车，天然气发动机要求气源要有0.65MPa以上的压力才能正常工作，而有些车载气瓶没有自增压器，因此要求加入气瓶的液化天然气的饱和温度不能低于0.65MPa压力下的饱和温度。因此需要将加气站贮罐里的低温液体调饱和到0.65MPa压力下的饱和温度，才能向液化天然气汽车加气；b、低温液化气体的卸车和装车、倒罐:如果是低温液体泵输送方式，要求泵的入口侧贮罐压力不能低于低温泵要求的最小入口压力，但随着工作的进行，泵入口侧贮罐液位下降，压力也下降，只有不断增压才能满足低温泵工作的要求；如果是压力差输送方式，则要求两罐(比如A罐和B罐之间，从A罐向B罐输送低温液体)之间保持一定的压力差(即A罐压力总是高于B罐一定压力)，但随着工作的进程，A罐压力逐渐降低，B罐压力逐渐增力口，要正常工作必须向A罐不断增压。C、加气和充装压力需要:如液化天然气加气站采用的是低温潜液泵(多数采用两级离心泵)，泵的最大增压只有0.6MPa左右，而车载液化天然气气瓶的压力一般在0.8MPa到1.2MPa，所以必须要求加气时贮罐内的压力不能低0.6MPa，也不得不启用增压工艺，否则不能正常加气；d、气瓶回气:如果气瓶压力较高，加气前需对气瓶降压处理。可以向大气放散,但是不经济，也破坏生态环境；将气体回收到站内贮罐，必将使贮罐增压。6、压力输送方式，增压效率低:在传统的增压输送过程中，不管贮罐大小，往往是对整个低温贮罐进行增压，增压空间大，气化低温液化气体数量多，增压时间长，效率低；而且在增压过程中，过冷的低温液体与气相的气体进行热交换而造成低温贮罐压力下降，而继续使气化量增加，从而增压热输入。在低温液化气体的生产中，人们花费大量的能源将气体降温液化，以便于贮存和运输，而在生产过程中，我们又投入昂贵的设备和能源、以至于直接输入热量(如增压)使它升温，使之难于贮存和运输，是一个很不划算的事情。
技术实现思路
本专利技术的目的是:克服
技术介绍
的不足，提供一种低温液化气体的置换式压力输送方法和设备，使从低压设备向高压设备输送低温液化气体时，不再需要采用低温泵，消耗能源；也不需要向低温贮罐增压，使低温贮罐超压、放散，造成安全隐患和浪费，从而节约了能源，保护了生态环境。本专利技术的具体技术方案如下:所述的一种低温液化气体的置换式压力输送设备包括置换单元(44)、B0G处理单元(45)、低温贮液罐(24)如图1所示。所述低温贮液罐(24)用于贮存低温液化气体，可以是低温贮罐，也可以是低温槽车，还可以是低温气瓶。所述低温贮液罐(24)至少在液相最低处设有液相口，在气相最高处有气相接口、有BOG阀(26)接口、有低温贮液罐压力显示传感器(25)。所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点；所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点。进一步，所述吸热罐(16)包括顶部气相内设有吸热喷淋管(17)，并从吸热罐(16)顶部壳体引出经进液阀(二)(19)与吸热罐进液口(20)连通；底部液相设有冷凝降压管(15)，并从吸热罐(16)底部壳体引出与进液阀(一)(13)连通；吸热罐(16)顶垂直液面设有吸热罐液位显示传感器(18)以显示吸热罐(16)液面高度，并及时控制吸热罐(16)的进液量；吸热罐(16)气相经止回阀(一)(21)、压力平衡阀(一)(22)设吸热罐平衡口(23)；吸热罐(16)气相还经止回阀(二)(12)与压力平衡阀(二)(11)连通。所述吸热喷淋管(17)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)，所述冷凝降压管(15)为两端封堵，底部开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图6所示)O进一步，所述置换罐(14)包括顶部气相设置换喷淋管(10)，并从置换罐(14)顶部壳体引出经进液阀(一)(13)与吸热罐(16)冷凝降压管(15)连通；所述置换罐(14)气相通过压力平衡阀(二)(11)、止回阀(二)(12)与吸热罐(16)气相连通；所述置换罐(14)顶部垂直液面设有置换罐液位显示传感器(47)以显示置换罐(14)液面高度，在液体排完时及时关闭增压阀(7);所述置换罐(14)在气相与液相之间设有隔热浮塞(9);所述置换罐(14)紧贴内壁设有绝热层(8);所述置换罐(14)设增压口(3)通过增压阀(7)与置换罐(14)气相顶部连通；所述置换罐(14)设排液口⑴通过排液阀(4)、排液单向阀(5)与置换罐(14)液相底部连通；所述置换罐(14)设增压出液口(2)通过增压出液阀(6)与置换罐(14)液相底部连通。所述置换喷淋管(10)为两端封堵，四周均布开有多个小孔的耐低温的铝管或不锈钢管(如图5所示)；所述隔热浮塞(9)为中本文档来自技高网...

【技术保护点】
种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备包括置换单元(44)、BOG处理单元(45)、低温贮液罐(24)，其特征在于：所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点；所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点。

【技术特征摘要】
1.种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备包括置换单元(44)、BOG处理单元(45)、低温贮液罐(24)，其特征在于:所述置换单元(44)包括吸热罐(16)和置换罐(14)，所述吸热罐(16)最高点安装位置低于低温贮液罐(24)最低点；所述置换罐(14)最高点安装位置低于吸热罐(16)最低点。2.根据权利要求1所述的吸热罐(16)，其特征在于:所述吸热罐(16)包括顶部气相内设有吸热喷淋管(17)，并从吸热罐(16)顶部壳体引出经进液阀(二)(19)与吸热罐进液口(20)连通；底部液相设有冷凝降压管(15)，并从吸热罐(16)底部壳体引出与进液阀(一)(13)连通；吸热罐(16)顶垂直液面设有吸热罐液位显示传感器(18);吸热罐(16)气相经止回阀(一)(21)、压力平衡阀(一)(22)设吸热罐平衡口(23);吸热罐(16)气相还经止回阀(二)(12)与压力平衡阀(二)(11)连通。3.根据权利要求1所述的置换罐(14)，其特征在于:所述置换罐(14)包括顶部气相设置换喷淋管(10)，并从置换罐(14)顶部壳体引出经进液阀(一)(13)与吸热罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张夏炎，
申请(专利权)人：张夏炎，
类型：发明
国别省市：四川;51