專利名稱：吸附式高壓天然氣脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天然氣脫水裝置，特別是涉及一種吸附式高壓天然 氣脫水裝置。
背景技術(shù)：
目前，吸附式天然氣脫水裝置通常采用雙塔結(jié)構(gòu)，其工作原理是當(dāng)一 個(gè)塔進(jìn)行脫水吸附工作時(shí)，另一個(gè)塔進(jìn)行吸附劑再生。進(jìn)行脫水吸附的塔， 是利用塔內(nèi)吸附劑對(duì)原料氣中所含水分進(jìn)行吸附，從而使原料氣干燥；進(jìn)行 吸附劑再生的塔， 一般是將用做再生氣的天然氣直接進(jìn)入加熱器加熱到再生 所需的溫度后進(jìn)入該塔，流經(jīng)吸附劑床層，對(duì)吸附劑加熱，并使吸附劑吸附 的水分脫附，從而達(dá)到吸附劑再生的目的。
進(jìn)行吸附劑再生的塔在工作時(shí)，會(huì)不斷排出再生氣，排出的再生氣中含 有大量的水蒸汽且具有較高的溫度，含濕再生氣中的水分必須分離。工業(yè)上 通常是將含濕再生氣引入冷卻器中，采用風(fēng)冷或水冷的方法對(duì)再生氣進(jìn)行冷 卻，然后將凝結(jié)的水分及其它凝結(jié)液體分離。
但采用風(fēng)冷或水冷存在以下缺點(diǎn)
采用風(fēng)冷時(shí)，必須使用冷卻風(fēng)機(jī)，并需要較大換熱面積的換熱器，其冷 卻效果易受環(huán)境溫度的影響，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，冷卻分離效果很差，且風(fēng) 機(jī)使用的電機(jī)必須是防爆電機(jī)，而防爆電機(jī)的成本相對(duì)較高，從而使得整套 系統(tǒng)的成本提高。
采用水冷卻時(shí)，需要耗用大量冷卻水，這樣在沙漠等缺水環(huán)境下將無(wú)法 工作；即使設(shè)備處于水源充足的地區(qū)，對(duì)冷卻水的處理及回收仍需投入相關(guān) 的設(shè)備和資金，不但提高了產(chǎn)品的成本，還易對(duì)環(huán)境造成污染。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種吸附式天然氣脫水裝置，利用高壓天然氣節(jié)流降溫效應(yīng)，對(duì)冷熱氣流進(jìn)行熱交換，使熱氣流冷卻，冷氣流升溫，有效地降低了 能量損耗、簡(jiǎn)化了設(shè)備、節(jié)約了能源。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
以上所述吸附劑可以使用硅膠、鋁膠或分子篩等。
本實(shí)用新型的吸附式高壓天然氣脫水裝置，包括由干燥塔l、 2構(gòu)成的千
燥器101，干燥器101的上、下端口分別與上管系102及下管系103連通，上 管系102由并聯(lián)的閥門3、 4和并聯(lián)的閥門5、 6并聯(lián)構(gòu)成，閥門3、 4的連接 管18與設(shè)置于進(jìn)氣管17上的前置過濾器16連通；下管系103由并聯(lián)的閥門 7、 8和并聯(lián)的閥門9、 10并聯(lián)構(gòu)成，閥門7、 8的連接管27與設(shè)置于排氣管 28上的后置過濾器14連通，閥門5、 6的連接管30與設(shè)置于連接管29上的 換熱器12的連通，連接管29上還設(shè)置有與連接管31連接的減壓閥15;連接 管31與排氣管28相連通；閥門9、 10的連接管23與設(shè)置于連接管24上的 加熱器11連通，連接管24還與設(shè)置于連接管25上的換熱器12連通，連接 管25還與設(shè)置于再生排氣管26上的氣液分離器13相連通。
以上所述的前置過濾器16可配置氣液分離器或精密除油過濾器。 以上所述干燥塔內(nèi)填充的吸附劑可以使用硅膠、鋁膠或分子篩等。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 利用焦耳-湯姆遜效應(yīng)，將高壓天然氣降壓過程的壓力損失轉(zhuǎn)化為低溫 氣流的冷能量，不致使氣體的壓縮能浪費(fèi)。
2、 冷流體溫度低，冷卻效果好，可減小換熱器的換熱面積，因此縮小了 換熱器的體積和資金的投入。
3、 熱氣流被冷卻的同時(shí)，冷氣流通過熱交換將自身溫度提高，可降低加 熱器功率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，并可避免加熱器殼體高低溫度交變，提高 了安全性。
4、 冷卻過程不使用冷卻風(fēng)機(jī)，節(jié)約電能，又避免了電機(jī)防爆的麻煩，安 全節(jié)能。
5、 省去了水冷卻，節(jié)約水資源，簡(jiǎn)化工藝流程。6、可取代水冷和風(fēng)冷，廣泛用于減壓再生的氣體干燥裝置。


圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意附圖明細(xì)如下1、 2-干燥塔;3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10-閥門;11-加熱 器；12-換熱器；13-氣液分離器；14-后置過濾器；15-減壓閥；16-前置過濾器; 17-進(jìn)氣管;18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 27、 29、 30、 31-連接管;28-排氣管；26-再生排氣管，干燥器-101;上管系-102;下管系-103。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳述 如圖l所示
本實(shí)用新型的吸附式高壓天然氣脫水裝置，包括由干燥塔1、干燥塔2 構(gòu)成的干燥器101，干燥塔可以選用硅膠干燥塔、鋁膠干燥塔或分子篩干燥塔
等。干燥器101的上、下端口分別與上管系102及下管系103連通，上管系 102由并聯(lián)的閥門3、閥門4和并聯(lián)的閥門5、閥門6并聯(lián)構(gòu)成，閥門3、閥 門4的連接管18與設(shè)置于進(jìn)氣管17上的前置過濾器16連通；下管系103由 并聯(lián)的閥門7、閥門8和并聯(lián)的閥門9、閥門IO并聯(lián)構(gòu)成，閥門7、閥門8的 連接管27與設(shè)置于排氣管28上的后置過濾器14連通；閥門5、閥門6的連 接管30與設(shè)置于連接管29上的換熱器12相連通，連接管29上還設(shè)置有與 連接管31連接的減壓閥15;連接管31與連接管28相連通；閥門9、閥門IO 的連接管23與設(shè)置于連接管24上的加熱器11連通，連接管24還與設(shè)置于 連接管25上的換熱器12連通，連接管25還與設(shè)置于再生排氣管26上的氣 液分離器13相連通。前置過濾器16配置氣液分離器或精密除油過濾器。干 燥塔內(nèi)填充的吸附劑可以使用硅膠、鋁膠或分子篩等。
當(dāng)干燥塔1進(jìn)行吸附工作，干燥塔2進(jìn)行再生時(shí)
將閥門3、 6、 7、 IO開啟，閥門4、 5、 8、 9關(guān)閉。
吸附過程需要進(jìn)行脫水干燥的高壓天然氣由進(jìn)氣管17進(jìn)入前置過濾器 16，過濾分離掉氣體中的游離液體后，依次經(jīng)連接管18、閥門3、連接管19進(jìn)入干燥塔l，氣體由上而下流經(jīng)吸附劑床層，氣體中的水分被干燥塔l內(nèi)的 吸附劑吸附。
干燥塔1的底部排出的干燥氣依次經(jīng)連接管20、閥門7和連接管27后進(jìn) 入后置過濾器14，分離去除氣體中的固體粉塵顆粒后，由排氣管28排除至氣 瓶庫(kù)。
再生過程在干燥塔1進(jìn)行吸附工作的同時(shí)，干燥塔2進(jìn)行再生。由排 氣管28經(jīng)連接管31引出部分干燥天然氣，由減壓閥15將氣體壓力降至所需 的再生壓力，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)，壓力降低的天然氣其氣體溫度亦降低而 成低溫氣體，這種低溫氣體經(jīng)連接管29進(jìn)入換熱器12，與由連接管30進(jìn)入 的熱氣流換熱后，氣體溫度升高，再經(jīng)連接管24進(jìn)入加熱器11，加熱到再生 需要的溫度后，再依次經(jīng)連接管23、閥門19及連接管22進(jìn)入干燥塔2，由 下而上流經(jīng)吸附劑床層，對(duì)吸附劑進(jìn)行加熱并帶走被解析出來(lái)的水分，使吸 附劑得到再生，即重新恢復(fù)吸附工作。
含濕氣體由干燥塔2頂部排出，經(jīng)連接管2K閥門6和連接管30進(jìn)入換 熱器12，與由連接管29進(jìn)入的冷氣流進(jìn)行熱交換，使其自身溫度降低，氣體 中的水分冷凝成液態(tài)，然后經(jīng)連接管25進(jìn)入氣液分離器13，氣體中夾帶的液 態(tài)水分被分離后，再由排氣管26排出，排出氣體進(jìn)入壓縮機(jī)管網(wǎng)。
干燥塔2再生過程結(jié)束后，干燥塔l、 2進(jìn)行切換，切換后，干燥塔2進(jìn) 行吸附工作，而干燥塔1則進(jìn)行再生過程。如此周而復(fù)始，使天然氣千燥過 程連續(xù)不斷進(jìn)行。閥門切換由啟動(dòng)執(zhí)行器控制或人工手動(dòng)切換，再生循環(huán)由 單片機(jī)或PLC控制器進(jìn)行控制。
當(dāng)干燥塔2進(jìn)行吸附工作，干燥塔1進(jìn)行再生時(shí)
將閥門4、 5、 8、 9開啟，閥門3、 6、 7、 IO關(guān)閉。
工作過程與干燥塔1進(jìn)行吸附工作，干燥塔2進(jìn)行再生時(shí)的工序相同。
權(quán)利要求1、一種吸附式高壓天然氣脫水裝置，包括由干燥塔(1)、(2)構(gòu)成的干燥器(101)，所述干燥器(101)的上、下端口分別與上管系(102)及下管系(103)連通，所述上管系(102)由并聯(lián)的閥門(3)、(4)和并聯(lián)的閥門(5)、(6)并聯(lián)構(gòu)成，所述閥門(3)、(4)的連接管(18)與設(shè)置于進(jìn)氣管(17)上的前置過濾器(16)連通；所述下管系(103)由并聯(lián)的閥門(7)、(8)和并聯(lián)的閥門(9)、(10)并聯(lián)構(gòu)成，所述閥門(7)、(8)的連接管(27)與設(shè)置于排氣管(28)上的后置過濾器(14)連通，其特征在于所述閥門(5)、(6)的連接管(30)與設(shè)置于連接管(29)上的換熱器(12)連通，所述連接管(29)上還設(shè)置有與連接管(31)連接的減壓閥(15)；所述連接管(31)與排氣管(28)相連通；所述閥門(9)、(10)的連接管(23)與設(shè)置于連接管(24)上的加熱器(11)連通，所述連接管(24)還與設(shè)置于連接管(25)上的換熱器(12)連通，所述連接管(25)還與設(shè)置于再生排氣管(26)上的氣液分離器(13)相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述吸附式高壓天然氣脫水裝置，其特征在于 所述的前置過濾器(16)配置氣液分離器或精密除油過濾器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求3所述吸附式高壓天然氣脫水裝置，其特征在于所述 干燥塔內(nèi)填充的吸附劑是硅膠、鋁膠或分子篩。
專利摘要本實(shí)用新型提供的吸附式高壓天然氣脫水裝置，其特征在于所述閥門的連接管與設(shè)置于連接管上的換熱器連通，所述連接管上還設(shè)置有與連接管連接的減壓閥；所述連接管與排氣管相連通；所述閥門的連接管與設(shè)置于連接管上的加熱器連通，所述連接管還與設(shè)置于連接管上的換熱器連通，所述連接管還與設(shè)置于再生排氣管上的氣液分離器相連通。該裝置增加了用于對(duì)成品氣處理的減壓閥和換熱器，使冷卻過程不使用冷卻風(fēng)機(jī)，節(jié)約電能，又避免了電機(jī)防爆的麻煩，安全節(jié)能。
文檔編號(hào)B01D53/04GK201404762SQ20092003330
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者軍 吉, 張志全, 李大明 申請(qǐng)人:西安聯(lián)合超濾凈化設(shè)備有限公司