一種高壓分子篩循環(huán)脫水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開了一種液化天然氣的脫水處理設(shè)備，特別是一種高壓天然氣分子篩脫水系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣脫水技術(shù)工藝主要是將脫硫后的天然氣進(jìn)行脫水處理，利用分子篩水的吸附作用進(jìn)行脫水操作，一個吸附周期結(jié)束后用加熱的方法對分子篩進(jìn)行再生操作，分子篩脫水工藝采用兩塔循環(huán)操作，一塔脫水一塔再生，相關(guān)操作都是在密封的分子篩脫水塔中進(jìn)行。
[0003]常用的分子篩脫水包括分子篩脫水塔、燃燒加熱爐、氣液分離罐、控制閥門以及相關(guān)的控制系統(tǒng)。天然氣液化之前要進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理及脫酸、脫硫、脫雜質(zhì)操作，脫水過程作為預(yù)處理的最后一道流程需要將天然氣中的水脫除后進(jìn)入最終的液化階段。在液化工程中天然氣中所含的水會造成設(shè)備堵塞、結(jié)冰、液化效率降低等諸多問題，所以脫水過程多脫水的深度和脫水后露點(diǎn)要求十分嚴(yán)格，采用分子篩吸附脫水操作可以達(dá)到上述要求。天然氣在結(jié)束脫硫等預(yù)處理操作后直接進(jìn)入分子篩塔進(jìn)行脫水操作流程，假設(shè)I塔脫水，II塔再生。待脫水天然氣通過閥門控制系統(tǒng)上至下通過內(nèi)有分子篩的分子篩脫水I塔，天然氣經(jīng)過分子篩床層所含水被分子篩吸附，達(dá)到脫水的目的。經(jīng)過脫水處理后的天然氣從塔底排出直接進(jìn)入液化階段；同時(shí)再生氣通過燃燒加熱爐加熱到設(shè)定溫度后從塔底進(jìn)入II塔，從下至上對塔內(nèi)已經(jīng)飽和的分子篩進(jìn)行再生，當(dāng)塔內(nèi)分子篩脫水完全即再生結(jié)束后進(jìn)行冷吹操作，達(dá)到脫水分離操作條件后結(jié)束冷吹等待下次脫水操作，如此循環(huán)為一個工作周期，一個工作周期結(jié)束后通過閥門控制系統(tǒng)使1、II脫水再生操作對調(diào)，II塔脫水I塔再生如此循環(huán)往復(fù)。
[0004]這種分子篩脫水流程由于脫水過程在常壓情況下進(jìn)行，由于氣體體積較大，使用的設(shè)備體積較大，不適合小型撬裝；分子篩脫水再生一段時(shí)間后會發(fā)生粉化現(xiàn)象，脫水后的天然氣會攜帶粉末進(jìn)入液化階段，會造成液化效率低和設(shè)備堵塞等問題；再生操作會產(chǎn)生大量余熱同時(shí)再生氣也需要妥善處理，有效利用，以達(dá)到節(jié)約成本，降低能耗，環(huán)境友好的目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服和改進(jìn)上述脫水流程中存在的問題，提供了一種高壓分子篩循環(huán)脫水系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種高壓分子篩循環(huán)脫水系統(tǒng)，包括天然氣脫水系統(tǒng)和再生氣循環(huán)系統(tǒng)；
[0008]所述的天然氣脫水系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的壓縮機(jī)、絲網(wǎng)過濾器、I塔、控鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器，所述的壓縮機(jī)的入口為進(jìn)氣口，其出口與絲網(wǎng)過濾器相連，且所述的旋風(fēng)分離器上端的溢流口為出氣口，下端為粉末收集口 ；
[0009]所述的再生氣循環(huán)系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的II塔、換熱器、緩沖罐、氣液分離罐、燃燒加熱爐；所述的II塔的頂部分別與換熱器的入口、I塔相連通，所述的燃燒加熱爐的出口分別與I塔、II塔相連通。
[0010]所述的II塔、I塔的頂部均與絲網(wǎng)過濾器的出口連通，且在其連接的管路上各自串聯(lián)一個第三閥門、第四閥門。
[0011]所述的II塔、I塔的頂部均與換熱器的入口連通，且在其連接的管路上各自串聯(lián)一個第一閥門、第二閥門。
[0012]所述的II塔、I塔的底部均與控鼓風(fēng)機(jī)的入口連通，且在其連接的管路上各自串聯(lián)一個第五閥門、第六閥門。
[0013]所述的II塔、I塔的底部均與燃燒加熱爐的出口連通，且在其連接的管路上各自串聯(lián)一個第七閥門、第八閥門。
[0014]所述的旋風(fēng)分離器上端的溢流口還與換熱器的入口相連，且換熱器的出口一方面與緩沖罐相連，一方面與燃燒加熱爐相連。
[0015]在旋風(fēng)分離器上端的溢流口與燃燒加熱爐連接的管路上設(shè)有一個第九閥門；
[0016]所述的燃燒加熱爐的入口直接與其出口相連，且在其連接的管路上設(shè)有一個第十閥門。
[0017]上述系統(tǒng)的脫水方法如下:
[0018]當(dāng)I塔脫水，II塔再生操作時(shí)，開啟第二、三、五、八閥門，關(guān)閉第一、四、六、七閥門；
[0019]液化的流程為:待脫水天然氣從進(jìn)氣口首先進(jìn)入壓縮機(jī)，達(dá)到高壓操作條件后進(jìn)入絲網(wǎng)過濾器除去天然氣中攜帶的液態(tài)水以及有害雜質(zhì)，天然氣進(jìn)入I塔塔頂從上至下通過分子篩塔盤脫去所含的水，鼓風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)提供氣體流動動力，從I塔塔底脫水后的天然氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器切向入口 ；由于天然氣和所攜帶分子篩粉末的密度不同受到離心力不同，分子篩粉末被甩到邊壁從粉末收集口排除，清潔天然氣通過上端溢流口排出，大部分脫水后的天然氣通過出氣口進(jìn)入液化流程；
[0020]II塔的再生循環(huán)流程為:開啟第九閥門、關(guān)閉第十閥門，再生氣與少量旋風(fēng)分離器溢流口排出的天然氣一起進(jìn)入燃燒加熱爐，加熱到再生溫度后通過管線進(jìn)入II塔塔底，再生氣由下至上依次通過分子篩解析飽和分子篩中的水，攜帶水的再生氣從II塔塔頂排出后進(jìn)入換熱器，，對再生氣進(jìn)行預(yù)熱，初步換熱后的再生氣溫度降低，進(jìn)入緩沖罐進(jìn)一步降低溫度并降低壓力、流速，然后再生氣進(jìn)入氣液分離罐，將攜帶的水脫除，干燥的再生氣通過氣液分離罐上端排氣口排出后完成一次再生循環(huán)。
[0021]分子篩再生結(jié)束后，塔內(nèi)溫度高，壓力大，再進(jìn)行冷吹操作，即關(guān)閉第九閥門、開啟第十閥門，再生氣不經(jīng)加熱爐直接進(jìn)入II塔塔底從上至下進(jìn)行冷吹，達(dá)到脫水操作工況后，關(guān)閉第九閥門、第十閥門，停止進(jìn)氣，準(zhǔn)備下階段的脫水操作。一個工作周期結(jié)束后，I塔、II塔功能調(diào)換，I塔再生、II塔脫水，工作流程不變。
[0022]本實(shí)用新型在天然氣進(jìn)入分子篩塔脫水前先對其進(jìn)行加壓，在高壓工況下進(jìn)行脫水作業(yè)，這種操作有點(diǎn)在于設(shè)備體積小、壓力損失小適用于撬裝。天然氣出口設(shè)置旋風(fēng)分離器對即將進(jìn)入液化階段的天然氣進(jìn)行氣固分離放置分子篩粉化的粉末進(jìn)入下級液化設(shè)備堵塞設(shè)備影響液化效率。整個流程采用閉式循環(huán)再生操作，再生氣可以循環(huán)使用，同時(shí)可以有效利用再生后氣體余熱，降低能耗。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0024]高壓操作設(shè)備體積小，適合集成撬裝；進(jìn)出口設(shè)置絲網(wǎng)過濾器和旋風(fēng)分離器保證天然氣進(jìn)出都不攜帶對操作有影響的雜質(zhì)，整個系統(tǒng)熱量和氣體循環(huán)利用，脫水流程節(jié)能高效、簡單便捷、清潔環(huán)保。
【附圖說明】
[0025]圖1本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖中壓縮機(jī)、2絲網(wǎng)過濾器、3緩沖罐、4氣液分離罐、5燃燒加熱爐、6換熱器、7旋風(fēng)分離器、8控鼓風(fēng)機(jī)、9 I塔、10 II塔、11進(jìn)氣口，12出氣口，13液體出口，14溢流口，15粉末收集口、①-⑩閥門；
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本