天然氣脫水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種天然氣凈化裝置，尤其是一種適用于CNG新建場站及中高壓力井口的天然氣脫水裝置。
【背景技術】
[0002]從礦藏中開采出來的天然氣是組分非常復雜的烴類混合物，且含有少量的非烴類雜質。其中，非烴類雜質常常含有仏5、0)2和有機硫化物。由于水的存在，這些氣體組分將生成酸或酸溶液，造成輸氣管道和設備的嚴重腐蝕。因此需要通過凈化處理達到國家制定的商品管輸天然氣氣質標準或回收成為CNG氣質標準。
[0003]CNG加氣站及加氣母站中最關鍵的設備之一就是天然氣深度脫水裝置。它能有效地對天然氣進行深度脫水，且脫水的性能好壞直接影響CNG加氣機的加氣速度和CNG汽車的行駛性能、以及儲氣系統和售氣系統是否產生“冰堵”現象，并對CNG汽車的儲氣罐有良好的保護作用。而脫水性能好壞的最關鍵在于脫水裝置的再生系統能否正常運行。
[0004]常規的天然氣深度脫水裝置主要包括前過濾系統、加壓裝置、吸附系統、后過濾系統和再生系統；吸附系統包括兩個吸附塔，一個吸附塔工作時，另一個吸附塔利用再生系統進行再生；具體工作原理如下:天然氣經過過濾后，利用加壓裝置加壓，然后利用吸附塔脫水，脫水后的天然氣大部分通過后過濾系統形成成品天然氣；另一小部分進入再生系統，利用再生系統對另一個吸附塔再生，最后再將這部分天然氣輸入到加壓裝置加壓。這種脫水處理方式可以連續使用，非常方便。
[0005]在單井開采過程中，脫水凈化單元往往遇到處理量不大(1500?4000Nm3/h)，開采壓力較高(14?22MPa)的情況。在此情況下，根據其壓力范圍，從節能角度考慮，最優方案為井口氣直接進入常規后置脫水裝置，此時脫水裝置前不設置增壓機，天然氣凈化后進入管輸或CNG槽車。但由于常規后置脫水再生系統需持續6小時不間斷的從吸附后的高壓干氣取氣再生、分離后進入回收系統，并由脫水裝置前端的壓縮機將回收氣帶走重新增壓進入脫水裝置的吸附系統。而此方案的前提為脫水裝置前不設置壓縮機，否則回收氣只能連續對外放空，既浪費能源又影響安全性，建站環評受影響。
[0006]新建標準CNG加氣站一方面由于加氣量不足，導致壓縮機工作不連續，使再生不能連續進行，從而不能保證成品氣的水露點。另一方面，再生取氣為成品干氣，使得能耗增高，性價比降低。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于CNG新建場站及中高壓力井口的天然氣脫水裝置。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的天然氣脫水裝置，包括前過濾系統、吸附系統、后過濾系統和再生系統，所述吸附系統由至少兩個并聯的吸附塔組成，所述前過濾系統和后過濾系統分別連接在吸附系統的進口和出口 ；所述再生系統由依次連通的空冷器、氣水分離器、增壓機和電加熱器組成；
[0009]所述空冷器的進口與吸附系統進口相連，所述電加熱器的出口與吸附系統出口相連，所述再生系統可通過控制閥與吸附系統的其中一個吸附塔形成閉合回路。
[0010]進一步的是，所述前過濾系統由依次連通的粗過濾器和精過濾器組成。
[0011]進一步的是，所述后過濾系統由依次連通的粉塵過濾器和后置粗過濾器組成。
[0012]進一步的是，所述空冷器為板翅式空冷器。
[0013]本發明的有益效果是:由于在再生系統中設置有增壓機，因此當脫水裝置前沒有增壓機或增壓機不工作時，再生系統依然能夠獲得足夠的壓力而保持運行。這樣就可以在單井開采過程避免再生用的天然氣排空，保證新建標準CNG加氣站的再生能夠連續運行，這樣保證了天然氣成品氣的質量，同時也節約了能源。采用與吸附系統不相關聯的獨立再生系統，即使是在新建CNG加氣站上不連續使用壓縮機也能利用自身能量完成再生，從而保證CNG成品氣。改變了過去后置脫水裝置上，需將增壓、脫水凈化后的成品干氣用做再生氣后還需再次增壓(耗能)，客觀上增大了 CNG站上壓縮機的排量，極大提高了建站的性價比。即使在高壓力、小排量、無工藝增壓機的單井上采用后置脫水裝置也可做到不對外連續長時間排放，在不增加工藝壓縮機投資的同時，更環保、更節約能源。對于大力提倡綠色、清潔、環保的當今社會來說更具有重要意義。
[0014]通過優化工藝流程，達到技術先進、可靠、適用、合理、環保、節能的目的，使后置脫水裝置在任何情況下都能利用自身系統實現再生功能，從而保證天然氣的水露點，實現更好的經濟效益；
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的工藝流程圖；
[0016]圖2是本發明的平面布置圖；
[0017]圖中零部件、部位及編號:吸附塔1、粗過濾器2、粉塵過濾器3、氣水分離器4、增壓機5、電加熱器6。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0019]如圖1和圖2所示，本發明包括前過濾系統、吸附系統、后過濾系統和再生系統，所述吸附系統由至少兩個并聯的吸附塔I組成，所述前過濾系統和后過濾系統分別連接在吸附系統的進口和出口 ；所述再生系統由依次連通的空冷器、氣水分離器4、增壓機5和電加熱器6組成；這些部件均通過管路相連，并通過閥門控制；
[0020]所述空冷器的進口與吸附系統進口相連，所述電加熱器6的出口與吸附系統出口相連，所述再生系統可通過控制閥與吸附系統的其中一個吸附塔I形成閉合回路；空冷器與吸附系統的進口相連，電加熱器6的出口與吸附系統的出口相連。再生系統通過閥門系統接入吸附系統，當其中一個吸附塔I需要再生時，利用閥門的開閉來使得再生系統與這個吸附塔I形成回路。
[0021]與傳統天然氣脫水裝置相比；本發明的再生系統是自帶增壓機5，這使得再生系統可以不依賴其它系統而獨立運行。
[0022]在使用時，如圖1所示，高壓天然氣首先經過前過濾系統、然后進入到吸附系統，經吸附系統除水后的天然氣大部分進入到后過濾系統成為陳品氣，當需要再生時，取吸附系統后的小部分脫水天然氣，天然氣進入到待再生的吸附塔I中，然后再一次進入到空冷器、氣水分離器4、增壓機和電加熱器，再進入到待再生的吸附塔I中，如此循環使得吸附塔I再生。吸附塔I再生后這部分天然氣再經過吸附塔I脫水后進入后續流程成為成品氣。
[0023]從上述過程中可以看出，無論吸附系統前是否設置有增壓機，本發明的再生系統都可以獨立運行，因此特別適合不使用前置增壓機的中高壓力井口，以及前置增壓機間歇運行的新建CNG加氣站。
[0024]具體的，如圖2所示，所述前過濾系統由依次連通的粗過濾器2和精過濾器組成。粗過濾器，主要用于雜質及游離油、游離水分離。所述后過濾系統由依次連通的粉塵過濾器3和后置粗過濾器組成。后置粗過濾器與粗過濾器2為同一類型過濾器，區別在于安裝的位置。所述空冷器一般采用板翅式空冷器。
【主權項】
1.天然氣脫水裝置，包括前過濾系統、吸附系統、后過濾系統和再生系統，所述吸附系統由至少兩個并聯的吸附塔(I)組成，所述前過濾系統和后過濾系統分別連接在吸附系統的進口和出口 ；其特征在于:所述再生系統由依次連通的空冷器、氣水分離器(4)、增壓機(5)和電加熱器(6)組成； 所述空冷器的進口與吸附系統進口相連，所述電加熱器(6)的出口與吸附系統出口相連，所述再生系統可通過控制閥與吸附系統的其中一個吸附塔(I)形成閉合回路。
2.如權利要求1所述的天然氣脫水裝置，其特征在于:所述前過濾系統由依次連通的粗過濾器(2)和精過濾器組成。
3.如權利要求1所述的天然氣脫水裝置，其特征在于:所述后過濾系統由依次連通的粉塵過濾器(3)和后置粗過濾器組成。
4.如權利要求1、2或3所述的天然氣脫水裝置，其特征在于:所述空冷器為板翅式空冷器。
【專利摘要】本發明公開了一種天然氣凈化裝置，尤其是一種適用于CNG新建場站及中高壓力井口的天然氣脫水裝置。本發明提供了一種適用于CNG新建場站及中高壓力井口的天然氣脫水裝置，包括前過濾系統、吸附系統、后過濾系統和再生系統，吸附系統由至少兩個并聯的吸附塔組成，前過濾系統和后過濾系統分別連接在吸附系統的進口和出口；再生系統由依次連通的空冷器、氣水分離器、增壓機和電加熱器組成；空冷器的進口與吸附系統進口相連，電加熱器的出口與吸附系統出口相連，再生系統可通過控制閥與吸附系統的其中一個吸附塔形成閉合回路。由于在再生系統中設置有增壓機，因此當脫水裝置前沒有增壓機或增壓機不工作時，再生系統依然能夠獲得足夠的壓力而保持運行。
【IPC分類】C10L3-10
【公開號】CN104877725
【申請號】CN201510260156
【發明人】劉革, 吳軍, 游敦泉, 袁小林, 張勇, 吳嵐
【申請人】四川金星清潔能源裝備股份有限公司, 四川恒重清潔能源成套裝備制造有限公司, 四川亞連金星特種設備有限責任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月20日