CN103773530B - 组合式天然气体净化装置 - Google Patents

Abstract

构造简单，成本低，效果好的组合式天然气体净化装置，设有双塔吸附净化系统和预冷器、储液罐Ⅰ、前置过滤器、后置过滤器以及包括冷媒压缩机、冷却器和蒸发器的制冷机构；预冷器具有管程、壳程和进气口，进气口与所述管程入口贯通，管程出口与蒸发器入口贯通，蒸发器的液体出口与储液罐Ⅰ入口贯通，储液罐Ⅰ出口与排污回收管贯通，蒸发器的气体出口与所述预冷器的壳层入口贯通，预冷器的壳层出口与所述前置过滤器入口贯通，前置过滤器的液体出口与排污回收管贯通，前置过滤的气体出口与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通，双塔吸附净化系统吸附出气口与所述后置过滤器入口贯通，后置过滤器的气体出口与出气口贯通。本发明用于天然气净化。

Description

组合式天然气体净化装置

技术领域

本发明涉及气体净化装置，特别是组合式天然气体净化装置。

背景技术

人类对能源依赖度与能源消耗量的增加，使能源日趋匮乏，能源的高效利用与开发成为全球的重点课题。就天然气来说，相当一部分天然气特别是刚开采的天然气中含有比较重的烃类物质，这些相对较重的烃类物质如果不能被有效分离与利用，既达不到净化天然气的目的，又浪费了能源。已有技术对刚开采气田天然气、气井天然气的净化装置要么构造复杂，成本高，要么分离净化效果差。设计制造一种构造简单，成本低，实施方便，净化效果好的天然气体净化装置很有必要，也颇具意义。

发明内容

本发明要解决现有技术特别是对刚开采的气田天然气、气井天然气分离净化装置构造复杂，成本高的问题，以及已有分离净化装置效果差的问题，为此提供本发明的一种组合式天然气体净化装置，该装置构造简单，净化效果好。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是具有双塔吸附净化系统，其特殊之处是所述净化装置设有预冷器、储液罐Ⅰ、前置过滤器、后置过滤器和包括冷媒压缩机、冷却器和蒸发器的制冷机构；所述预冷器具有管程、壳程和进气口，进气口与所述管程入口贯通，管程出口与蒸发器入口贯通，蒸发器的液体出口与储液罐Ⅰ入口贯通，储液罐Ⅰ出口与排污回收管贯通，蒸发器的气体出口与所述预冷器的壳层入口贯通，预冷器的壳层出口与所述前置过滤器入口贯通，前置过滤器的液体出口与排污回收管贯通，前置过滤的气体出口与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通，双塔吸附净化系统吸附出气口与所述后置过滤器入口贯通，后置过滤器的气体出口与出气口贯通。

本发明所述双塔吸附净化系统具有吸附塔A、吸附塔B、加热器和冷却器，吸附塔A一端连有塔A吸附进气阀，吸附塔B一端连有塔B吸附进气阀，塔A吸附进气阀和塔B吸附进气阀的进气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通；吸附塔A另一端连有塔A吸附出气阀，吸附塔B另一端连有塔B吸附出气阀，塔A吸附出气阀和塔B吸附出气阀的出气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附出气口贯通；

吸附塔A一端连有塔A再生出气阀，吸附塔B一端连有塔B再生出气阀，塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述冷却器进口连接；吸附塔A另一端连有塔A再生进气阀，吸附塔B另一端连有塔B再生进气阀，塔A再生进气阀和塔B再生进气阀的进气口一并与所述加热器出口连接；所述冷却器出口与加热器进口之间连有分离器和循环风机。

宜在所述吸附塔A与吸附塔B之间连有相互连接的塔A均压阀和塔B均压阀，塔A均压阀和塔B均压阀的连接管上贯通支连有放散管，放散管上连有放散阀；所述分离器的液体出口连有储液罐Ⅱ，储液罐Ⅱ出口与所述排污回收管连接。

所述塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述冷却器进口连接的管路上通连有补气管，补气管另一端与所述前置过滤器出气口通连。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标记与对应件：1预冷器，1-1进气口，2蒸发器，3储液罐Ⅰ，4前置过滤器，5后置过滤器，6加热器，7冷却器，8分离器，9储液罐Ⅱ，10循环风机，11冷媒压缩机，12冷却器，13排污回收管，14放散管，15出气口，16补气管，17连管，a吸附塔A，b吸附塔B，A1塔A再生出气阀，A2塔A吸附进气阀，A3塔A吸附出气阀，A4塔A再生进气阀，B1塔B再生出气阀，B2塔B吸附进气阀，B3塔B吸附出气阀，B4塔B再生进气阀，f1塔A均压阀，f2塔B均压阀，f3放散阀，F4阀四，F5阀五，F6阀六，F7阀七，F8阀八，F9成品气采样阀，T1温度计一，T2温度计二，T3温度计三，T4温度计四，T5温度计五，P1压力表一，P2压力表二，P3压力表三，TS1温度传感器一，TS2温度传感器二，TS3温度传感器三，TSH加热器温度传感器。

具体实施方式

组合式天然气体净化装置，设有预冷器1、储液罐Ⅰ3、前置过滤器4、后置过滤器5和包括冷媒压缩机11、冷却器12和蒸发器2的制冷机构，本净化装置还设有双塔吸附净化系统；所述预冷器具有管程、壳程和进气口1-1，进气口与所述管程入口贯通，管程出口与蒸发器入口贯通，蒸发器的液体出口与储液罐Ⅰ入口贯通，储液罐Ⅰ出口与排污回收管13贯通，蒸发器的气体出口与所述预冷器的壳层入口贯通，预冷器的壳层出口与所述前置过滤器入口贯通，前置过滤器的液体出口与排污回收管13贯通，前置过滤的气体出口与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通，双塔吸附净化系统吸附出气口与所述后置过滤器5入口贯通，后置过滤器的气体出口与出气口15贯通；

所述双塔吸附净化系统具有吸附塔Aa、吸附塔Bb、加热器6和冷却器7，吸附塔A一端连有塔A吸附进气阀A2，吸附塔B一端连有塔B吸附进气阀B2，塔A吸附进气阀和塔B吸附进气阀的进气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通；吸附塔A另一端连有塔A吸附出气阀A3，吸附塔B另一端连有塔B吸附出气阀B3，塔A吸附出气阀和塔B吸附出气阀的出气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附出气口贯通；

吸附塔A一端连有塔A再生出气阀A1，吸附塔B一端连有塔B再生出气阀B1，塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述冷却器7进口连接；吸附塔A另一端连有塔A再生进气阀A4，吸附塔B另一端连有塔B再生进气阀B4，塔A再生进气阀和塔B再生进气阀的进气口一并与所述加热器6出口连接；所述冷却器出口与加热器进口之间连有分离器8和循环风机10；

所述吸附塔A与吸附塔B之间连有相互连接的塔A均压阀f1和塔B均压阀f2，塔A均压阀和塔B均压阀的连接管上贯通支连有放散管14，放散管上连有放散阀f3；所述分离器的液体出口连有储液罐Ⅱ9，储液罐Ⅱ出口连接阀八F8后与所述排污回收管13连接；

所述塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述冷却器进口连接的管路上通连有补气管16，补气管另一端与所述前置过滤器出气口通连，补气管上并联有自动阀和手动阀；塔A上连有阀五F5后连有安全阀，塔B上经连有阀四F4后连有安全阀；前置过滤器4与排污管13连接管上连有阀六F6，后置过滤器5上连有阀七F7，双塔吸附净化系统吸附出气口与所述后置过滤器连接管上连有成品气采样阀F9、温度计三T3和温度传感器三TS3，加热器6出口与塔A、塔B再生气入口连接管上连有温度计四T4和温度传感器一TS1，加热器上连有加热器温度传感器TSH，加热器与循环风机连接管上连有压力计三P3，塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口与冷却器7进口连接管上支连有连管17，连管17另一端与放散管14连接。

未净化的含有水分和重烃组分的天然气体从进气口1-1进入预冷器1的管程，气体温度得到初步降低，再进入蒸发器2，气体温度降低至2°左右（温度低于0°会结冰堵塞管道），此温度下，天然气中大部分水分及重烃组分凝结为液体，在重力作用下自动沉降进入储液罐Ⅰ3，气体则进入预冷器1的壳程，对所述进入预冷器管程的气体作预冷，提高能源利用率；从预冷器壳程输出的天然气体进入前置过滤器4，进一步分离由于气体流动而被带出的液态物质及浮尘，前置过滤器4输出的气体进入具有吸附塔A a和吸附塔B b的双塔吸附净化系统作深度净化，进一步附去天然气体中的水分和重烃组分。所述双塔中，一塔对天然气体作吸附净化时，另一塔脱附使吸附剂得以再生。

吸附剂再生机构中包括加热器6、冷却器7、分离器8和循环风机10；当塔A吸附接近饱和，通过对塔A吸附进气阀A2与塔A再生出气阀A1的切换，以及塔A吸附出气阀A3与塔A再生进气阀A4的切换，将塔A吸附转换为塔A再生，塔B转换原理相同。再生时，开启循环风机10，再生气体在循环风机带动进入加热器6，加热的高温气体进入再生的吸附塔，使吸附剂中的水分和重烃脱附，脱附的水分和重烃连同再生气体进入冷却器7，使水分、重烃冷凝为液体，再通过分离器8进入储液罐Ⅱ9，气体机从分离器出气口输出，作循环再生用。

储液罐Ⅰ3和储液罐Ⅱ9中的液体集中进入排污回收管13，利用水与重烃的不相溶性及两者比重的差异，可通过液位计观察，先排掉水分，然后回收重烃。

本发明构造简单，安装与操作方便，对天然气体分离净化效果好。

Claims (4)

1.组合式天然气体净化装置，具有双塔吸附净化系统，其特征是所述净化装置设有预冷器(1)、储液罐Ⅰ(3)、前置过滤器(4)、后置过滤器(5)和包括冷媒压缩机(11)、冷却器(12)和蒸发器(2)的制冷机构；所述预冷器具有管程、壳程和进气口(1-1)，进气口与所述管程入口贯通，管程出口与蒸发器入口贯通，蒸发器的液体出口与储液罐Ⅰ入口贯通，储液罐Ⅰ出口与排污回收管(13)贯通，蒸发器的气体出口与所述预冷器的壳层入口贯通，预冷器的壳层出口与所述前置过滤器入口贯通，前置过滤器的液体出口与排污回收管(13)贯通，前置过滤的气体出口与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通，双塔吸附净化系统吸附出气口与所述后置过滤器(5)入口贯通，后置过滤器的气体出口与出气口(15)贯通。

2.如权利要求1所述的组合式天然气体净化装置，其特征是所述双塔吸附净化系统具有吸附塔A(a)、吸附塔B(b)、加热器(6)和冷却器B(7)，吸附塔A一端连有塔A吸附进气阀(A2)，吸附塔B一端连有塔B吸附进气阀(B2)，塔A吸附进气阀和塔B吸附进气阀的进气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附进气口贯通；吸附塔A另一端连有塔A吸附出气阀(A3)，吸附塔B另一端连有塔B吸附出气阀(B3)，塔A吸附出气阀和塔B吸附出气阀的出气口一并与所述双塔吸附净化系统吸附出气口贯通；

吸附塔A一端连有塔A再生出气阀(A1)，吸附塔B一端连有塔B再生出气阀(B1)，塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述双塔吸附净化系统中的冷却器(7)进口连接；吸附塔A另一端连有塔A再生进气阀(A4)，吸附塔B另一端连有塔B再生进气阀(B4)，塔A再生进气阀和塔B再生进气阀的进气口一并与所述加热器(6)出口连接；所述双塔吸附净化系统中的冷却器出口与加热器进口之间连有分离器(8)和循环风机(10)。

3.如权利要求2所述的组合式天然气体净化装置，其特征是所述吸附塔A与吸附塔B之间连有相互连接的塔A均压阀(f1)和塔B均压阀(f2)，塔A均压阀和塔B均压阀的连接管上贯通支连有放散管(14)，放散管上连有放散阀(f3)；所述分离器的液体出口连有储液罐Ⅱ(9)，储液罐Ⅱ出口与所述排污回收管(13)连接。

4.如权利要求3所述的组合式天然气体净化装置，其特征是所述塔A再生出气阀和塔B再生出气阀的出气口一并与所述双塔吸附净化系统中的冷却器进口连接的管路上通连有补气管(16)，补气管另一端与所述前置过滤器出气口通连。