CN102732348B

CN102732348B - 用于cng脱水装置的分离器

Info

Publication number: CN102732348B
Application number: CN201210232802.6A
Authority: CN
Inventors: 吴军; 游敦泉; 刘革; 刘建杰; 吴涛
Original assignee: SICHUAN JINXING PETROLEUM AND CHEMICAL MACHINERY EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SICHUAN JINXING PETROLEUM AND CHEMICAL MACHINERY EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: CN102732348A

Abstract

本发明公开了一种分离器，尤其是公开了用于CNG脱水装置的分离器，属于CNG加气设备制造技术领域。提供一种在天然气再生气减压阶段不会出现管路因降温太多而出现冰堵现象的用于CNG脱水装置的分离器。所述分离器包括法兰盘、预热盘管和具有一个开口端的水汽分离筒体，水汽分离筒体的开口端通过法兰盘封闭，预热盘管位于水汽分离筒体内，其气体进口端和气体出口端分别通过法兰盘穿出水汽分离筒体，水汽分离筒体壁上设置有被分离气体输入管和被分离气体输出管。

Description

用于CNG脱水装置的分离器

技术领域

本发明涉及一种分离器，尤其是涉及用于CNG脱水装置的分离器，属于CNG加气设备制造技术领域。

背景技术

目前，CNG后置脱水装置常规再生工艺均为用压缩高压干气通过调压器降压后，经加热器将气体温度加热至要求的温度后进入再生塔中，将分子筛中吸附的水份以高温饱和水蒸汽带出，进入冷却器，温度降至常温，饱和水蒸汽凝结为雾状的游离水再进入分离器分离后，对气体进行回收。其常规后置脱水装置再生流程如附图1的流程简图所示。

常规后置脱水装置在再生过程中普遍存在以下几个问题：

1、是在再生过程中的减压阶段，由于再生气与压缩天然气的压差大，一般情况下达20MPａ以上，气体在极剧膨胀的过程中温度极度降低，当温度降至气体的水露点温度以下时，气体中的水份以固态冰的形式出现，极易造成管路的冰堵，使再生过程不能顺利进行，且由此极易造成后续加热器因无流动气体而产生的闷烧，造成安全隐患。此状况最为CNG加气站头痛，有的加气站为解决上述问题，专配一人在再生过程中随时用热水进行加热，浪费人力；有的加气站则采用电加热伴热法，能耗增加，如此等等，不管采用哪种方法，都不能从根本上解决所述问题。

2、是降压后的气体进入加热器的温度过低，使需要加热的气体的升温梯度增大，能耗显著增加。

3、是从再生塔出口带出的饱和热水蒸汽又需要采用空冷器或水冷器进行冷却，通常所配空冷器的功率一般为0.55kw,且安装配置受环境影响大。如配置水冷器则需配套功率为7.5kw的冷却水循环泵一台、冷水池一个、一套冷却塔等设施，耗能的同时也增加了建站的用地面积，进一步的增加了投资成本。

4、是采用空冷器或水冷器再加气水分离器的组合模式，使设备体积大，使用及制造成本高，维护不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在天然气再生气减压阶段，不会出现管路因降温太多而产生冰堵现象的，用于CNG脱水装置的分离器。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：用于CNG脱水装置的分离器，包括法兰盘、预热盘管和具有一个开口端的水汽分离筒体，水汽分离筒体的开口端通过法兰盘封闭，预热盘管位于水汽分离筒体内，其气体进口端和气体出口端分别通过法兰盘穿出水汽分离筒体，所述气体进口端与外部输送减压前的常温干燥CNG气体的输送管连通，气体出口端与外部减压装置连通；水汽分离筒体壁上设置有被分离气体输入管和被分离气体输出管，所述被分离气体输入管与外部高温水蒸汽的再生气体输送管连通。

进一步的是，还包括位于水汽分离筒体内的工艺换热盘管，工艺换热盘管的气体输入端和气体输出端分别通过法兰盘穿出水汽分离筒体，所述气体输入端与外部的减压装置连接，所述气体输出端与外部的电加热器连通。

上述方案的优选方式是，水汽分离筒体呈立式布置，其开口端位于水汽分离筒体的顶部。

进一步的是，法兰盘通过螺栓固定安装在水汽分离筒体的顶部。

进一步的是，还包括虹吸排管，虹吸排管安装在水汽分离筒体的下部。

进一步的是，预热盘管与法兰盘之间为可拆卸式卡套连接。

进一步的是，工艺换热盘管与法兰盘之间焊接连接。

本发明的有益效果是：通过设置一个水汽分离筒体，然后在该水汽分离筒体内安装预热盘管，这样，在对常温干燥CNG进行后置脱水时，使减压前的常温干燥CNG先通过位于水汽分离筒体内的预热盘管，由于含有高温水蒸汽的需要分离的气体在水汽分离筒体内进行分离时，温度较高，能有效的对预热盘管及其内部通过的常温干燥CNG进行预热，这样，经过预热的常温干燥CNG，既使在减压阶段进行减压时，由于气体预热的原因，减压后气体温度亦高于未预热气体,使其最低温度始终保持在气体水露点温度之上，因此，不会出现冰堵的现象，从而有效的解决减压过程中冰堵状况的发生，使再生过程能顺利进行，同时消除了闷烧等安全隐患。通过利用减压后低温气体的冷能，冷却再生后的高温气体，所以不需要在再生塔出口处设置独立的空冷器或水冷器，同时低温气体在冷却再生后，经加热形成高温气体的过程中，自身温度升高时，可减小加热器功率。这样，采用本专利申请结构的分离器，不仅可以使分离器的结构紧凑，还可以实现对减压后的再生气进行加热、干燥，然后再对加热后的再生气进行冷却、分离的目的。

附图说明

图1为本发明现有后置脱水再生流程示意图；

图2为本发明用于CNG脱水装置的分离器的结构示意图；

图3为采用本发明分离器后的后置脱水再生流程示意图。

图中标记为：法兰盘1、预热盘管2、水汽分离筒体3、气体进口端4、气体出口端5、被分离气体输入管6、被分离气体输出管7、工艺换热盘管8、气体输入端9、气体输出端10、虹吸排管11。

具体实施方式

如图2、图3所示是本发明提供一种在天然气再生减压阶段，不会出现管路因降温太多而出现冰堵现象的用于CNG脱水装置的分离器。所述分离器包括法兰盘1、预热盘管2和具有一个开口端的水汽分离筒体3，水汽分离筒体3的开口端通过法兰盘1封闭，预热盘管2位于水汽分离筒体3内，其气体进口端4和气体出口端5分别通过法兰盘1穿出水汽分离筒体3，水汽分离筒体壁上设置有被分离气体输入管6和被分离气体输出管7。通过采用上述设置一个水汽分离筒体3，然后在该水汽分离筒体3内安装预热盘管2的技术方案，这样，在对常温干燥CNG进行后置脱水时，使减压前的常温干燥CNG先通过位于水汽分离筒体3内的预热盘管2，由于含有高温水蒸汽的需要分离的气体在水汽分离筒体3内进行分离时，温度较高，能有效的对预热盘管2及其内部通过的常温干燥CNG进行预热，这样，经过预热的常温干燥CNG，既使在减压阶段进行减压时，由于气体预热的原因，减压后气体温度亦高于未预热气体，使其最低温度始终保持在气体水露点温度之上，因此，不会出现明显冰堵的现象，从而有效的解决减压过程中冰堵状况的发生，使再生过程能顺利进行，同时消除了产生闷烧的安全隐患。

从背景技术可知，经过减压的CNG气体的温度极低，此时进行加热升温需要消耗大量的能量，再生后，在进行汽水分离时，冷却又要释放大量的热量，既造成了能源的浪费，又增加了生产成本。为了能充分利用热气体降温冷却时释放的大量热能来加热减压后的低温CNG气体，以有效的减少加热所述低温气体需要的能量，本发明所述的分离器还包括位于水汽分离筒体3内的工艺换热盘管8，工艺换热盘管的气体输入端9和气体输出端10分别通过法兰盘1穿出水汽分离筒体3。这样，经过减压的低温CNG气体，在穿过位于水汽分离筒体3内的工艺换热盘管8时，便可以与经过加热的高温水蒸汽进行热交换，达到既加热低温减压后的CNG气体，又冷却需要降温的高温水蒸汽的目的，这样，在再生塔出口处便不再需要设置独立的空冷器或水冷器，从而达到降低设备投资成本的目的。当减压后的低温CNG气体经过位于水汽分离筒体3内的工艺换热盘管8的加热后，温度有了较大提高，此时再采用电加热器进行加热，需要的能量便少得多，进而达到节约能源，降低生产成本的目的。同时，采用工艺换热盘管8以及把工艺换热盘管8安装到水汽分离筒体3内的结构，还可以提高换热效率，使换热器结构紧凑。

上述实施方式中，为了有效利用预热盘管2和工艺换热盘管8的盘管物性，使热气体顺管路盘旋进行旋风加重力分离，达到既换热又分离，同时还节能的多重目的，水汽分离筒体3呈立式布置，其开口端位于水汽分离筒体3的顶部。同时，由于分离出来的水分等污物由于自身重力的作用，都沉积在立式布置的水汽分离筒体3的下部，为了便于这些污物的排出，在水汽分离筒体3的下部还安装有虹吸排管11，这样，沉积在水汽分离筒体3的下部的污物便可以很方便的通过虹吸排管11排放，安全性好，同时，虹吸排管11安装在水汽分离筒体3的下部还可以保证冬季排污不冻堵。

上述实施方式中，为了便于本发明的分离器在制造、使用过程中的拆卸、清洗和维护，法兰盘1通过螺栓固定安装在水汽分离筒体1的顶部；预热盘管2与法兰盘1之间为可拆卸式卡套连接；工艺换热盘管8与法兰盘1之间焊接连接。

综上所述，本发明通过利用减压后低温气体的冷能，冷却再生后的高温气体，并实现对再生气体的冷却、分离，这样，在冷却、分离再生气体时，便不需要在再生塔出口处设置独立的空冷器或水冷器，从而大大的降低设备投资成本。同时，常温干燥的气体和减压低温的气体在加热、冷却的再生过程中，不仅可以先对常温干燥气体进行预热，减少或消除冰堵现象的产生，还可以在加热形成高温气体的过程中，自身温度升高时，减小加热器的功率。所以，采用本发明专利结构的分离器，不仅可以使分离器的结构紧凑，还可以实现对减压后的再生气进行加热、干燥，然后再对加热后的再生气进行冷却、分离的目的。

Claims

1.用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：包括法兰盘（1）、预热盘管（2）和具有一个开口端的水汽分离筒体（3），水汽分离筒体（3）的开口端通过法兰盘（1）封闭；预热盘管（2）位于水汽分离筒体（3）内，其气体进口端（4）和气体出口端（5）分别通过法兰盘（1）穿出水汽分离筒体（3），所述气体进口端（4）与外部输送减压前的常温干燥CNG气体的输送管连通，气体出口端（5）与外部减压装置连通；水汽分离筒体壁上设置有被分离气体输入管（6）和被分离气体输出管（7），所述被分离气体输入管（6）与外部高温水蒸汽的再生气体输送管连通。

2.根据权利要求1所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：还包括位于水汽分离筒体（3）内的工艺换热盘管（8），工艺换热盘管（8）的气体输入端（9）和气体输出端（10）分别通过法兰盘（1）穿出水汽分离筒体（3），所述气体输入端（9）与外部的减压装置连接，所述气体输出端（10）与外部的电加热器连通。

3.根据权利要求1或2所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：水汽分离筒体（3）呈立式布置，其开口端位于水汽分离筒体（3）的顶部。

4.根据权利要求3所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：法兰盘（1）通过螺栓固定安装在水汽分离筒体（1）的顶部。

5.根据权利要求3所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：还包括虹吸排管（11），虹吸排管（11）安装在水汽分离筒体（3）的下部。

6.根据权利要求1或2所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：预热盘管（2）与法兰盘（1）之间为可拆卸式卡套连接。

7.根据权利要求1或2所述的用于CNG脱水装置的分离器，其特征在于：工艺换热盘管（8）与法兰盘（1）之间焊接连接。