阅读说明：本技术 一种bog再冷凝器与bog再冷凝方法 (BOG recondensor and BOG recondensation method ) 是由 王以斌 郭维军 曾波 于 2019-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种BOG再冷凝器与BOG再冷凝方法。BOG再冷凝器设有外壳(1),外壳内自上而下设有顶部缓冲挡板(7)、LNG喷射板(9)、气液分布板(10)、填料顶板(11)、填料底板(12)和底部缓冲挡板(8),还设有垂直的液氮上升管(13)；填料(14)设于填料顶板与填料底板之间。外壳上设有BOG入口(3)、LNG入口(2)、LNG出口(4)、液氮入口(5)和液氮出口(6)。本发明的BOG再冷凝方法使用上述的BOG再冷凝器,采用液氮作为辅助介质,与LNG共同冷凝BOG使BOG液化。本发明主要用于LNG接收站,对BOG进行再冷凝回收。(The invention discloses a BOG recondenser and a BOG recondensing method. The BOG recondenser is provided with a shell (1), a top buffer baffle (7), an LNG injection plate (9), a gas-liquid distribution plate (10), a filler top plate (11), a filler bottom plate (12) and a bottom buffer baffle (8) are arranged in the shell from top to bottom, and a vertical liquid nitrogen ascending pipe (13) is further arranged in the shell; the packing (14) is arranged between the packing top plate and the packing bottom plate. The shell is provided with a BOG inlet (3), an LNG inlet (2), an LNG outlet (4), a liquid nitrogen inlet (5) and a liquid nitrogen outlet (6). The BOG recondensation method of the invention uses the BOG recondensor, adopts liquid nitrogen as an auxiliary medium, and condenses BOG together with LNG to liquefy BOG. The invention is mainly used for the LNG receiving station to carry out recondensation and recovery on the BOG.)

一种BOG再冷凝器与BOG再冷凝方法

技术领域

本发明属于BOG(液化天然气蒸发气)处理技术领域，涉及一种BOG再冷凝器与BOG再冷凝方法。

背景技术

在LNG(液化天然气)接收站中，BOG回收处理工艺主要包括直接压缩外输以及通过再冷凝器冷凝成LNG后加压、气化并外输。直接压缩外输工艺需要有下游配套的低压用户或低压外输管网，而国内LNG接收站的下游外输管网一般为高压管网且缺乏相关的配套产业，故常采用再冷凝工艺回收BOG气体。再冷凝工艺中，BOG再冷凝器是主要设备，在整个接收站的运行中起到承前启后的核心作用。BOG再冷凝器的主要功能是为BOG和LNG提供足够的接触时间与空间，促使BOG冷凝为LNG。BOG再冷凝器还作为LNG高压泵的入口缓冲罐，来保证高压泵的入口压力。BOG再冷凝器主要有双壳双罐以及单壳单罐两种结构，都使用填料，在运行方面的差别主要体现在控制方式的不同。上述的BOG再冷凝器都是直接利用LNG自身的冷量将BOG冷凝、液化，冷凝能力较低。在BOG处理量较大时往往不能将BOG完全冷凝，未冷凝的BOG通常送至火炬烧掉，造成浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种BOG再冷凝器与BOG再冷凝方法，以解决现有BOG再冷凝器所存在的冷凝能力较低的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种BOG再冷凝器，设有外壳，外壳包括立式圆筒形筒体和顶部封头与底部封头，内部设有填料，外壳上设有BOG入口、LNG入口和LNG出口，其特征在于：外壳内自上而下设有顶部缓冲挡板、LNG喷射板、气液分布板、填料顶板、填料底板和底部缓冲挡板，还设有垂直的液氮上升管，LNG喷射板上设有LNG喷射孔，气液分布板上设有气液分布孔，填料设于填料顶板与填料底板之间，液氮上升管穿过LNG喷射板、气液分布板、填料顶板、填料和填料底板，液氮上升管的底部安装于底部缓冲挡板上，顶部安装于顶部缓冲挡板上，在外壳内，顶部缓冲挡板上方的空间为顶部液氮缓冲空间，顶部缓冲挡板、LNG喷射板与液氮上升管之间的空间为LNG缓冲空间，LNG喷射板、气液分布板与液氮上升管之间的空间为气液混合空间，填料底板、底部缓冲挡板与液氮上升管之间的空间为LNG液相空间，底部缓冲挡板下方的空间为底部液氮缓冲空间，外壳上设有液氮入口和液氮出口，液氮入口以及液氮上升管的底部与底部液氮缓冲空间相通，液氮出口以及液氮上升管的顶部与顶部液氮缓冲空间相通，BOG入口与气液混合空间相通，LNG入口与LNG缓冲空间相通，LNG出口与LNG液相空间相通。

本发明的BOG再冷凝方法，采用上述的BOG再冷凝器，用于冷凝BOG的液氮从液氮入口进入底部液氮缓冲空间，再从液氮上升管的底部进入液氮上升管、向上流动，用于冷凝BOG的LNG从LNG入口进入LNG缓冲空间，再从LNG喷射板上的LNG喷射孔向下喷射、进入气液混合空间，需冷凝的BOG从BOG入口进入气液混合空间、与气液混合空间内的LNG混合，混合后的气液混合物经气液分布板上的气液分布孔向下流动，经填料顶板进入填料，进一步接触、混合，在气液混合空间和填料中，在用于冷凝BOG的LNG和液氮上升管内液氮的作用下，BOG逐渐冷凝为液相，该液相经填料底板向下流入LNG液相空间，被液氮上升管内的液氮进一步冷凝后从LNG出口流出BOG再冷凝器，液氮上升管内的液氮从液氮上升管的顶部流入顶部液氮缓冲空间，再从液氮出口流出BOG再冷凝器。

采用本发明，具有如下的有益效果：采用液氮作为辅助介质，与LNG共同冷凝BOG使BOG液化，可以提高BOG处理量，尽可能将BOG完全冷凝，避免将未冷凝的BOG送至火炬烧掉、造成浪费。本发明主要用于LNG接收站，对BOG进行再冷凝回收。

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明BOG再冷凝器的结构示意图。

图2是在图1中LNG喷射板上方水平位置向下的剖视图。

图3是在图1中气液分布板上方水平位置向下的剖视图。

图4是在图1中填料顶板上方水平位置向下的剖视图。

图5是在图1中底部缓冲挡板上方水平位置向下的剖视图。

图1至图5中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1、图2、图3、图4和图5，本发明的BOG再冷凝器设有外壳1，外壳1包括立式圆筒形筒体和顶部封头与底部封头，内部设有填料14。外壳1上设有BOG入口3、LNG入口2、LNG出口4、液氮入口5和液氮出口6。外壳1内自上而下设有顶部缓冲挡板7、LNG喷射板9、气液分布板10、填料顶板11、填料底板12和底部缓冲挡板8，还设有垂直的液氮上升管13。液氮上升管13的横截面形状为圆形。顶部缓冲挡板7、LNG喷射板9、气液分布板10、填料顶板11、填料底板12和底部缓冲挡板8均为圆形平板，水平设置，边缘连接于外壳1立式圆筒形筒体的内壁。LNG喷射板9上设有LNG喷射孔901，用于向下喷射LNG；气液分布板10上设有气液分布孔101，用于向下均匀分布气液。填料14设于填料顶板11与填料底板12之间，填料顶板11和填料底板12可采用现有的各种结构。

液氮上升管13穿过LNG喷射板9、气液分布板10、填料顶板11、填料14和填料底板12；液氮上升管13的底部安装于底部缓冲挡板8上，顶部安装于顶部缓冲挡板7上。上述的各板上均设有通孔，供液氮上升管13穿过，或是安装液氮上升管13的顶部和底部。

在外壳1内，顶部缓冲挡板7上方的空间为顶部液氮缓冲空间15，顶部缓冲挡板7、LNG喷射板9与液氮上升管13之间的空间为LNG缓冲空间17，LNG喷射板9、气液分布板10与液氮上升管13之间的空间为气液混合空间18，填料底板12、底部缓冲挡板8与液氮上升管13之间的空间为LNG液相空间19，底部缓冲挡板8下方的空间为底部液氮缓冲空间16。液氮入口5以及液氮上升管13的底部与底部液氮缓冲空间16相通，液氮出口6以及液氮上升管13的顶部与顶部液氮缓冲空间15相通，BOG入口3与气液混合空间18相通，LNG入口2与LNG缓冲空间17相通，LNG出口4与LNG液相空间19相通。

参见图1至图5，本发明的一种方案是，在外壳1的轴心线上设有一根液氮上升管13，围绕该根液氮上升管13设有一圈或一圈以上的液氮上升管13(图2至图5所示设置的是两圈液氮上升管13)。在与液氮上升管13垂直的水平面上，一圈液氮上升管13呈正六边形分布(如图2至图5所示)或呈圆形分布(图略)，均匀间隔布置。液氮上升管13还可以采用其它的方式均匀布置，以有效地利用外壳1内的空间、取得良好的冷量传递效果。

参见图2，LNG喷射板9上所设的LNG喷射孔901一般为圆形孔，在LNG喷射板9上呈正三角形分布，布满LNG喷射板9。LNG喷射孔901的直径一般为5～10毫米，相邻两个LNG喷射孔901的间距(圆心距)一般为LNG喷射孔901直径的2～3倍。

参见图3，气液分布板10上所设的气液分布孔101一般为圆形孔，在气液分布板10上呈正三角形分布，布满气液分布板10。气液分布孔101的直径一般为LNG喷射孔901直径的2～3倍，相邻两个气液分布孔101的间距(圆心距)一般为气液分布孔101直径的2～3倍。

参见图4，填料顶板11上设有开孔20，开孔20为圆形孔，在填料顶板11上呈正三角形分布，布满填料顶板11。填料底板12的结构与填料顶板11相同。填料顶板11和填料底板12上开孔20的开孔率应尽可能大，防止气液通行受阻。填料底板12用于支撑填料14，其上开孔20的尺寸要小于填料14的尺寸，防止填料14掉落。

上述的LNG喷射孔901、气液分布孔101以及开孔20，也可以呈矩形分布或其它的规则分布，图略。

图5示出了底部缓冲挡板8的结构，顶部缓冲挡板7的结构与底部缓冲挡板8的结构相同。

参见图1，BOG入口3和LNG入口2设于外壳1立式圆筒形筒体的上部，LNG出口4设于外壳1立式圆筒形筒体的下部，液氮入口5设于外壳1的底部封头上，液氮出口6设于外壳1的顶部封头上。

填料14一般为鲍尔环填料、拉西环填料或各种规整填料。

本发明提到的上述BOG再冷凝器各部件的材料，一般均为不锈钢。

本发明的BOG再冷凝方法，采用上述的BOG再冷凝器。参见图1，具体工作过程是，用于冷凝BOG的液氮从液氮入口5进入底部液氮缓冲空间16，再从液氮上升管13的底部进入液氮上升管13、向上流动。用于冷凝BOG的LNG从LNG入口2进入LNG缓冲空间17，再从LNG喷射板9上的LNG喷射孔901向下喷射、进入气液混合空间18。LNG向下喷射的目的是在LNG喷射板9下方形成良好的喷射效果，使LNG能够在气液混合空间18与BOG均匀良好地接触、混合。

来自压缩机的需冷凝的BOG从BOG入口3进入气液混合空间18、与气液混合空间18内的LNG充分混合，混合后的气液混合物经气液分布板10上的气液分布孔101向下流动，经填料顶板11进入填料14，进一步接触、混合。在气液混合空间18、气液分布板10和填料顶板11与液氮上升管13之间的空间以及填料14中，在用于冷凝BOG的LNG和液氮上升管13内液氮的作用下，BOG逐渐冷凝为液相(即LNG)。该液相连同原来用于冷凝BOG的LNG经填料底板12向下流入LNG液相空间19，被液氮上升管13内的液氮进一步冷凝后从LNG出口4流出BOG再冷凝器，进入下游的LNG高压外输泵。液氮上升管13内的液氮从液氮上升管13的顶部流入顶部液氮缓冲空间15，再从液氮出口6流出BOG再冷凝器。上述工作过程中，用于冷凝BOG的LNG是通过与BOG直接混合对BOG进行冷凝，用于冷凝BOG的液氮是通过液氮上升管13的管壁间接地向BOG提供冷量对BOG进行冷凝。图1中，未注附图标记的箭头分别表示BOG、LNG、液氮等物流的流动方向。

液氮入口5处用于冷凝BOG的液氮的温度一般为-180～-196℃，压力一般为0.5～1.2MPa。LNG入口2处用于冷凝BOG的LNG的温度一般为-150～-162℃，压力一般为0.3～0.8MPa。BOG入口3处需冷凝的BOG的温度一般为0～-100℃，压力一般为0.3～0.8MPa。LNG出口4处LNG的温度一般不高于-130℃，压力一般为0.4～0.9MPa。本发明提到的压力均为表压。

用于冷凝BOG的LNG从LNG喷射板9上的LNG喷射孔901向下喷射的速度一般为3～4米/秒。