一种便携式吸附式天然气回收装置的制作方法

本实用新型属于天然气回收技术领域，尤其涉及一种便携式吸附式天然气回收装置。

背景技术：

油田在采油过程中产生的天然气伴生气、天然气管道余气和灌装天然气后可能会排放一些天然气，常常都直接排放至大气中，这些天然气的排放，不仅恶化了环境，对人体健康造成危害，而且还会引起资源浪费和经济损失。近年来，随着国内外对环境问题的重视，有机气体的回收利用显得越来越重要，对有机气体的污染控制一直是环保工作者研究的重点课题。

天然气吸附回收是一种先进回收方法。影响天然气吸附效果的因素主要包括：(1)吸附剂性能。一般要求吸附剂具有较大的比表面积和平衡吸附量；具有良好的吸附选择性；具有一定的机械强度和耐磨性；性能稳定，较低的床层压降，比热大，传热系数大，电导率高；使用寿命长等。(2)吸附装置的结构。(3)解吸再生工艺。

根据本实用新型的技术特点检索了国内外数据库，中国专利CN102826033A提出一种移动式天然气回收车(包括机动车和储罐)和移动式天然气回收装置及其使用方法。中国专利CN103822091A提出了一种压缩天然气加气站天然气回收利用方法，可用于压缩天然气加气站，中国专利CN104357118A涉及一种利用变压吸附的方法从液化天然气提纯塔不凝气体中回收甲烷提高液化天然气中甲烷回收效率的方法。这几种方法普遍存在压力过高或对设备条件要求过高等不足，在使用中存在安全问题并且不具备便携、可拆等优点。本实用新型提出一种便携式吸附式天然气回收装置，本装置由四个模块构成。该装置具有便携、移动、可拆、监控、变频、触摸屏控制等优点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种便携式吸附式天然气回收装置及方法，针对压缩、液化天然气的安全性和经济性的劣势，提出一种安全、高效、经济的便携式吸附式天然气回收装置，该装置由气体收集模块、机泵模块、吸附模块及控制模块构成。该装置的各模块安放在五个撬块上，从而可以进行现场组撬安装，且可做成车载式，移动、操作方便。本实用新型将天然气充入缓冲瓶内，再利用天然气压缩机将缓冲瓶内的天然气以中压压缩至吸附式气瓶内储存。

(1)本实用新型的技术方案如下：

一种便携式吸附式天然气回收装置：由气体收集模块、机泵模块、吸附模块及控制模块构成；该装置各模块由天然气瓶或LNG瓶、压力表、压力检测探头、气化器、缓冲罐、氧气检测探头、温度检测探头、流量计、可燃气体报警仪、真空泵、真空呼吸阀、天然气压缩机、稳压阀、电动阀、手动阀、单向阀、安全阀、接地线、ANG气瓶、控 制柜以及管道配件组成；该装置各设备安放在五个撬块上，从而方便实现组撬安装和运输。

①所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其气体收集模块特征是：该模块由气化器、缓冲罐、稳压阀、电动阀、手动阀及压力表、压力检测探头、温度检测探头、氧气检测探头组成。

进一步，该模块的稳压阀是根据天然气或LNG压力大小来控制阀门开关，当来气压力≥0.2MPa时，稳压阀开启，将来气压力控制在0.2MPa内，保证设备安全，当来气压力<0.2MPa时，压力检测探头控制电动阀开启。

进一步，该模块的气化器是空温式气化器，依靠自身显热和吸收外界大气环境热量而将LNG气化，是减压气化的新型高效环保节能装置。

进一步，该模块的缓冲罐顶部设有出气口、压力检测探头、温度检测探头、氧气检测探头，天然气通过缓冲罐进气口进入缓冲罐内，在缓冲罐挡板的作用下，天然气压力波动减小，使系统工作更加平稳。

进一步，该模块的缓冲罐承压≥4MPa～6MPa，工作温度为常温。

进一步，该模块的氧气检测探头安放在缓冲罐内，当氧气浓度超过安全范围18％～21％时报警提示，同时按照设定程序自动切换控制阀门、开启真空泵，将缓冲罐中气体外排，提高系统安全性。

进一步，该模块中的流量计用来记录天然气的体积流量和累积体积流量。

②所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其机泵模块特征是：该模块由真空泵、天然气压缩机、电动阀、真空呼吸阀及单向阀组成。

进一步，该模块的真空泵为防爆式真空泵，主要用于对系统缓冲罐、ANG气瓶和管线的抽真空及应急降低系统氧气浓度。

进一步，在实验开始前利用真空泵将整个装置进行抽真空处理，当ANG气瓶充满天然气后利用真空泵进行解吸。

进一步，该模块的天然气压缩机为变频式天然气压缩机，由缓冲罐内压力大小变频控制天然气压缩机，天然气压缩机出口压力不高于4MPa。

③所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其吸附模块特征是：该模块由ANG气瓶、接地线、电动阀及安全阀组成。

进一步，该模块的ANG气瓶内装有天然气专用吸附剂，气瓶承压≥4MPa～6MPa。

进一步，该模块的ANG气瓶充满后可更换ANG气瓶，充满后的ANG气瓶可以作为能源正常使用。

进一步，该模块的安全阀，主要用于安全保护，防止系统内部压力过大，引发危险。

进一步，该模块的接地线，可以及时地将因各种原因产生的静电或者漏电电流导出，提高系统的安全性。

④所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其控制模块特征是：该模块通过触摸屏、控制柜、可燃气体报警仪对气体收集模块、机泵模块及吸附模块进行控制。

进一步，该模块的控制柜由动力柜和仪表柜组成，其中动力供电和控制用动力柜，仪表供电和控制用仪表柜，控制柜防爆等级应符合国家安全标准要求。

进一步，该模块的触摸屏，嵌入在控制柜表面，通过动力柜和仪表柜，用来操控装置的运行，并显示各设备、阀门、仪表的运行状态及运行参数数据。

进一步，该模块的可燃气体报警仪，用来监测环境中的可燃气体浓度，当浓度超过安全范围后报警提示。

进一步，该模块的仪表柜通过压力检测探头、温度检测探头、氧气检测探头等进行数据采集。

(2)一种便携式吸附式天然气回收装置中各设备连接方式如下：

①天然气瓶或LNG瓶出气口同时与稳压阀入口、电动阀入口连接，其中稳压阀、电动阀为并联布置。

②稳压阀出口、电动阀出口同时与气化器进气口连接。

③气化器出气口与缓冲罐进气口连接。

④缓冲罐出气口与天然气压缩机进气口、真空泵进气口连接。

⑤天然气压缩机出气口与ANG气瓶连接。

⑥压力检测探头1安放在天然气瓶或LNG瓶出口的管线上，压力检测探头2、温度检测探头及氧气检测探头安放在缓冲瓶内。

(3)一种便携式吸附式天然气回收装置，其撬块特征是：

①该装置由五个撬块构成，分别为气化器撬块、缓冲罐撬块、真空泵撬块、压缩机撬块、ANG气瓶撬块，该装置的气化器放在气化器撬块上，缓冲罐放在缓冲罐撬块上，真空泵、控制柜放在真空泵撬块上，天然气压缩机放在压缩机撬块上，ANG气瓶放在ANG气瓶撬块；前面4个撬块之间通过螺栓连接，ANG气瓶撬块为独立的撬块。

②各撬块上的主体设备的管线通过带有标记的特制金属软管快速接头对应连接。

③真空泵撬块上的控制柜与各设备、仪表的电缆连接是通过带有标记的特制快速电缆插座对应连接，并使用石墨烯软体密封胶进行密封。

(4)一种便携式吸附式天然气回收装置的优点有：

①本装置的主体设备安放在五个撬块上，气化器撬块、缓冲罐撬块、真空泵撬块、压缩机撬块通过螺栓连接，可以方便地实现组撬安装及拆卸，从而可在现场直接进行组撬，方便安装便于运输。

②各撬块上的主体设备的管线可通过特制金属软管快速接头对应连接，从而可以方便地实现连接和拆卸。

③真空泵撬块上控制柜与各设备、仪表的电缆连接是通过特制快速电缆插座对应连接，从而可以方便地实现连接和拆卸。

④本装置多重考虑设备运行的安全性，如设有安全阀，用于安全保护，防止系统内部压力过大，引发危险；设有接地线，可以及时地将因各种原因产生的静电或者漏电电流导出；设有稳压阀，防止气化器内气体压力过高；使用石墨烯软体密封胶对特制快 速电缆插座进行密封，以保证设备、控制柜的电气安全，石墨烯软体密封胶具有低密度、高比面积、密闭性好、导热性能好、易拆卸等优点；设置可燃气体浓度报警仪、氧气浓度检测仪、压力检测仪、温度检测仪，实现现场的数据采集及运行、安全的及时监控。

⑤本装置具有便携、移动、可拆、监控、变频、触摸屏控制、不易震动等优点。同时根据需要，可配置不同数量和大小的ANG瓶。

⑥本装置利用ANG储存技术，只需要维持在常温、中低压条件下就可以实现高的天然气储存量。

⑦本实用新型回收天然气，并且回收后的天然气能作为能源继续使用，起到保护环境和减少资源浪费和经济损失的作用。

附图说明

附图1为一种便携式吸附式天然气回收装置流程图。

附图标记列示如下：

1—天然气瓶或LNG瓶，2—手动阀，5、13、15、16、18、20、23—电动阀，3、27—压力表，4—压力检测探头1，6—稳压阀，7—气化器，8—缓冲罐，9—压力检测探头2，10—氧气检测探头，11—温度检测探头，12—流量计，14—可燃气体报警仪，17—真空泵，19—真空呼吸阀，21—天然气压缩机，22—单向阀，24—接地线，25—ANG气瓶，26—安全阀，28—控制柜，A—气体收集模块，B—机泵模块，C—吸附模块，D—控制模块。

附图2为一种便携式吸附式天然气回收装置现场安装图。

附图标记列示如下：

A—局部放大图，B-B—螺栓连接示意图。

具体实施方式

下面通过一些实施例具体说明本实用新型，但本实用新型不受实施例限制：

实施案例：

对液化天然气余气回收再利用，气体流量为50m³/h，气体温度低于环境温度，通过本实用新型技术方案并结合附图1进行详细说明。

(1)一种便携式吸附式天然气回收装置包括：由气体收集模块(A)、机泵模块(B)、吸附模块(C)及控制模块(D)构成；该装置各模块由天然气瓶或LNG瓶(1)、手动阀(2)、电动阀(5、13、15、16、18、20、23)、压力表(3、27)、压力检测探头1(4)、稳压阀(6)、气化器(7)、缓冲罐(8)、压力检测探头2(9)、氧气检测探头(10)、温度检测探头(11)、流量计(12)、可燃气体报警仪(14)、真空泵(17)、真空呼吸阀(19)、天然气压缩机(21)、单向阀(22)、接地线(24)、ANG气瓶(25)、安全阀(26)、控制柜(28)以及管道配件组成； 该装置各设备安放在五个撬块上，从而方便实现组撬安装和运输。

①所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其气体收集模块特征是：该模块由气化器(7)、缓冲罐(8)、稳压阀(6)、电动阀(5、13)、手动阀(2)及压力表(3)、压力检测探头1(4)、压力检测探头2(9)、温度检测探头(11)、氧气检测探头(10)组成。

进一步，该模块的稳压阀(6)是根据天然气或LNG压力大小来控制阀门开关，当来气压力≥0.2MPa时，稳压阀(6)开启，将来气压力控制在0.2MPa内，保证设备安全，当来气压力<0.2MPa时，压力检测探头1(4)控制电动阀(5)开启。

进一步，该模块的气化器(7)是空温式气化器，依靠自身显热和吸收外界大气环境热量而将LNG气化，是减压气化的新型高效环保节能装置。

进一步，该模块的缓冲罐顶部设有出气口、压力检测探头2(9)、温度检测探头(11)、氧气检测探头(10)，天然气通过缓冲罐(8)进气口进入缓冲罐(8)内，在缓冲罐(8)挡板的作用下，天然气压力波动减小，使系统工作更加平稳。

进一步，该模块的缓冲罐(8)承压≥5MPa，工作温度为常温。

进一步，该模块的氧气检测探头(10)安放在缓冲罐(8)内，当氧气浓度超过安全范围18％～21％时报警提示，同时按照设定程序自动切换电动阀门(13、16、18)、开启真空泵(17)，将缓冲罐(8)中气体外排，提高系统安全性。

进一步，该模块中的流量计(12)用来记录天然气的体积流量和累积体积流量。

②所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其机泵模块特征是：该模块由真空泵(17)、天然气压缩机(21)、电动阀(15、16、18、20)、真空呼吸阀(19)及单向阀(22)组成。

进一步，该模块的真空泵(17)为防爆式真空泵，主要用于对系统缓冲罐(8)、ANG气瓶(25)和管线的抽真空及应急降低系统氧气浓度。

进一步，在实验开始前利用真空泵(17)将整个装置进行抽真空处理，当ANG气瓶(25)充满天然气后利用真空泵(17)进行解吸。

进一步，该模块的天然气压缩机(21)为变频式天然气压缩机，由缓冲罐(8)内压力大小变频控制天然气压缩机(21)，天然气压缩机出口压力不高于4MPa。

③所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其吸附模块特征是：该模块由ANG气瓶(25)、接地线(24)、电动阀(23)及安全阀(26)组成。

进一步，该模块的ANG气瓶(25)内装有天然气专用吸附剂，气瓶承压≥5MPa。进一步，该模块的ANG气瓶(25)充满后可更换ANG气瓶，充满后的ANG气瓶可以作为能源正常使用。

进一步，该模块的安全阀(26)，主要用于安全保护，防止系统内部压力过大，引发危险。

进一步，该模块的接地线(24)，可以及时地将因各种原因产生的静电或者漏电电流导出，提高系统的安全性。

④所述的一种便携式吸附式天然气回收装置，其控制模块特征是：该模块通过触摸屏、控制柜(28)、可燃气体报警仪(14)对气体收集模块(A)、机泵模块(B)及吸附模块(C)进行控制。

进一步，该模块的控制柜(28)由动力柜和仪表柜组成，其中动力供电和控制用动力柜，仪表供电和控制用仪表柜，控制柜(28)防爆等级应符合国家安全标准要求。

进一步，该模块的触摸屏，嵌入在控制柜(28)表面，通过动力柜和仪表柜，用来操控装置的运行，并显示各设备、阀门、仪表的运行状态及运行参数数据。

进一步，该模块的可燃气体报警仪(14)，用来监测环境中的可燃气体浓度，当浓度超过安全范围后报警提示。

进一步，该模块的仪表柜通过压力检测探头2(9)、温度检测探头(11)、氧气检测探头(10)等进行数据采集。

(2)一种便携式吸附式天然气回收装置中各设备连接方式如下：

①天然气瓶或LNG瓶(1)出气口同时与稳压阀(6)入口、电动阀(5)入口连接，其中稳压阀(6)、电动阀(5)为并联布置。

②稳压阀(6)出口、电动阀(5)出口同时与气化器(7)进气口连接。

③气化器(7)出气口与缓冲罐(8)进气口连接。

④缓冲罐(8)出气口与天然气压缩机(21)进气口、真空泵(17)进气口连接。

⑤天然气压缩机(21)出气口与ANG气瓶(25)连接。

⑥压力检测探头1(4)安放在天然气瓶或LNG瓶(1)出口的管线上，压力检测探头2(9)、温度检测探头(11)及氧气检测探头(10)安放在缓冲罐(8)内。

(3)一种便携式吸附式天然气回收装置，其撬块特征是：

①该装置由五个撬块构成，分别为气化器撬块、缓冲瓶撬块、真空泵撬块、压缩机撬块、ANG气瓶撬块，其中气化器(7)放在气化器撬块上，缓冲罐(8)放在缓冲罐撬块上，真空泵(17)、控制柜(28)放在真空泵撬块上，天然气压缩机(21)放在压缩机撬块上，ANG气瓶(25)放在ANG气瓶撬块；前面4个撬块之间通过螺栓连接，ANG气瓶撬块为独立的撬块。

②各撬块上的主体设备的管线通过带有标记的特制金属软管快速接头对应连接。

③真空泵撬块上的控制柜(28)与各设备、仪表的电缆连接是通过带有标记的特制快速电缆插座对应连接，并使用石墨烯软体密封胶进行密封。