CN106731505A - 一种换热式甘醇再生加热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油天然气等行业用加热设备，具体涉及一种换热式甘醇再生加热炉，包括富液过滤器、富液换热再生罐、贫液过滤器和贫液储罐，所述富液过滤器连通在富液换热再生罐的上部，贫液储罐通过贫液过滤器连通在富液换热再生罐的下部，解决了天然气脱水中的甘醇溶液再生问题，尤其是对热媒作为工业的排弃物或副产品存在的地方，此装置应用效果最佳，可以充分利用存在热媒，实现“废物利用”，具有降低投资，节能、安全、环保等特点。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气等行业用加热设备，具体涉及一种换热式甘醇再生加热炉。
背景技术
天然气中一般都含有大量的饱和水汽，当输气压力和环境温度变化时，水汽可能从天然气中析出，形成液态水、冰或天然气的固体水化物，这些物质会增加输气压降，减小输气管线的通过能力，严重时还会堵塞阀门和管线，影响平稳供气。在天然气输送过程中，其液态水的酸性组分会加速腐蚀管壁和阀门，缩短管线的使用寿命。因此，需要对天然气进行脱水处理，含水量达标后才能输送。
目前，国内气田广泛采用三甘醇溶液对天然气进行脱水处理。三甘醇脱水主要是利用三甘醇溶液的吸附作用，对天然气中的水分进行脱除，使之达到外输露点要求。吸收水气后的三甘醇溶液从甘醇贫液(含水较少)变为甘醇富液(含水较多)，吸水能力下降，为使甘醇溶液恢复吸水能力，需要用加热等方式把三甘醇溶液中的水分蒸发出来，除掉水气后的三甘醇溶液重新具有了吸收能力，这就是三甘醇溶液的“再生”。
为保证三甘醇溶液持续不断的吸附天然气中的水气，就要形成一套与天然气三甘醇吸收塔配套的三甘醇再生系统，使三甘醇溶液能够循环使用。现在应用较多的是通过燃烧天然气的方式对甘醇进行加热再生。这种方式优点是燃料资源就地取材，加热炉结构简单，流程成熟。缺点是目前的燃气炉效率不高，资源浪费较大，天然气不纯净时，燃烧后的尾气还易造成环境污染，存在一定的安全隐患。
对一些天然气资源紧缺，而又存在热媒(过热或饱和蒸汽等)的场所，因热媒主要是作为工业的排弃物或副产品存在，期望通过热媒介换热来完成三甘醇再生，这样不仅“废物利用”，还能降低投资，减少燃料浪费。因此，我们结合以往装置的成熟经验，研究了这种以换热方式促进甘醇溶液再生的加热炉结构，充分利用存在的热媒对甘醇富液加热，完成甘醇再生的全过程。
发明内容
本发明的目的是为解决天然气脱水中的甘醇溶液再生问题而设计的。
为此，本发明提供了一种换热式甘醇再生加热炉，包括富液过滤器、富液换热再生罐、贫液过滤器和贫液储罐，所述富液过滤器连通在富液换热再生罐的上部，贫液储罐通过贫液过滤器连通在富液换热再生罐的下部。
所述的富液过滤器包括壳体、换热管和填料，壳体的顶部开设蒸气出口，壳体的上半部自上向下依次开设换热溶液进口和换热溶液出口，换热管内置于壳体的上半部，壳体的下半部自上向下依次开设填料进口和填料出口，填料内置于壳体的下半部，填料段的壳体中部开设甘醇溶液入口。
所述的富液换热再生罐包括锥段筒体、U型换热管、封头、筒体法兰、管板、中间隔板，所述的U型换热管通过筒体法兰和管板内置于锥段筒体，锥段筒体的锥体段通过筒体法兰连接封头，中间隔板内置于封头且与管板密封，封头的上腔和下腔分别开设热媒入口和热媒出口，锥段筒体的非锥体段上部开设填料加入口和蒸汽出口。
所述的贫液过滤器包括器体，器体内部自上向下依次设置导管、隔板、过滤填料、格栅板和支撑环，过滤填料段的器体开设卸料孔，导管和隔板相连通。
所述的贫液储罐包括罐体，罐体的上部开设甘醇补充口、罐体的下部开设排污口，罐体的右侧开设甘醇贫液出口，罐体的两侧分别设有左鞍座和右鞍座。
所述的富液过滤器和贫液过滤器为立式圆筒形结构，富液换热再生罐和贫液储罐为卧式容器。
所述的富液换热再生罐还包括连接法兰、填料格栅、换热管支撑板、分液环和锥体分布器，换热管和填料之间自上而下依次设有换热管支撑板和分液环，锥体分布器连接甘醇溶液入口，填料格栅位于填料的下部，连接法兰位于壳体的底端并连接蒸汽出口。
所述的换热管为列管式或盘管式换热结构。
本发明的有益效果：本发明提供的这种换热式甘醇再生加热炉，包括富液过滤器、富液换热再生罐、贫液过滤器和贫液储罐，所述富液过滤器连通在富液换热再生罐的上部，贫液储罐通过贫液过滤器连通在富液换热再生罐的下部，该种换热式甘醇再生加热炉尤其是对热媒作为工业的排弃物或副产品存在的地方，此装置应用效果最佳，可以充分利用存在热媒，实现“废物利用”，具有降低投资，节能、安全、环保等特点。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是换热式甘醇再生加热炉结构示意图。
图2为贫液过滤器结构图。
图3为富液过滤器结构图。
附图标记说明：1.左鞍座；2.贫液储罐；3-0.贫液过滤器；4.填料加入口；5.富液换热再生罐；6-0.U型换热管；7-0.富液过滤器；8.锥段筒体；9.热媒入口；10.中间隔板；11.热媒出口；12.筒体法兰；13.甘醇补充口；14.甘醇出口；15.右鞍座；16.排污口；17.封头；18.管板；19.蒸汽出口；2-1.罐体；3-1.隔板；3-2.器体；3-3.过滤填料；3-4.格栅板；3-5.支撑环；3-6.卸料孔；3-7.导管；7-1.连接法兰；7-2.填料格栅；7-3.填料；7-4.甘醇溶液入口；7-5.换热甘醇出口；7-6.换热管支撑板；7-7.换热管；7-8.换热甘醇入口；7-9.蒸汽出口；7-10.填料入口；7-11.分液环；7-12.锥体分布器；7-13.填料出口；7-14.壳体。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种换热式甘醇再生加热炉，包括富液过滤器7-0、富液换热再生罐5、贫液过滤器3-0和贫液储罐2，所述富液过滤器7-0连通在富液换热再生罐5的上部，贫液储罐2通过贫液过滤器3-0连通在富液换热再生罐5的下部；所述的富液过滤器7-0和贫液过滤器3-0为立式圆筒形结构，富液换热再生罐5和贫液储罐2为卧式容器。
加热炉有四大部分组成；上部作为蒸气通道的立式圆筒形结构是富液过滤器7-0，内有换热器和散堆填料；中间装有U型换热管6-0的卧式容器是富液换热再生罐5，主要用于甘醇溶液换热再生；下部的卧式设备是贫液储罐2，为甘醇贫液缓冲储存；两个卧式容器之间通过贫液过滤器3-0连通，溶液通道，内装散堆填料，兼有过滤和支撑功能；本发明为一组合式装置，具有结构紧凑，占地面积小，方便维护等特点；利用重力原理，甘醇溶液自上而下流动，水蒸气上升，进行了热交换、过滤、分离、缓冲等，在单一设备上完成了多个流程，介质充分接触，实现了多次换热，有利于节能；对热媒作为工业的排弃物或副产品存在的地方，此装置非常实用，可以节约大量能源，减少燃烧式加热炉的安全隐患及尾气污染问题，具有降低投资，节能、安全、环保等特点。
实施例2：
如图1和图3所示，在实施例1的基础上，所述的富液过滤器7-0包括壳体7-14、换热管7-7和填料7-3，壳体7-14的顶部开设蒸气出口7-9，壳体7-14的上半部自上向下依次开设换热溶液进口7-8和换热溶液出口7-5，换热管7-7内置于壳体7-14的上半部，壳体7-14的下半部自上向下依次开设填料进口7-10和填料出口7-13，填料7-3内置于壳体7-14的下半部，填料7-3段的壳体7-14中部开设甘醇溶液入口7-4；所述的富液换热再生罐5还包括连接法兰7-1、填料格栅7-2、换热管支撑板7-6、分液环7-11和锥体分布器7-12，换热管7-7和填料7-3之间自上而下依次设有换热管支撑板7-6和分液环7-11，锥体分布器7-12连接甘醇溶液入口7-4，填料格栅7-2位于填料7-3的下部，连接法兰7-1位于壳体7-14的底端并连接蒸汽出口19；所述的换热管7-7为列管式或盘管式换热结构。
上部的富液过滤器7-0底部通过连接法兰7-1与富液换热再生罐5相连；顶部为蒸气出口7-9；上半部分装设换热管7-7，有换热甘醇溶液的进口7-8和出口7-5，利用上行蒸气对进炉前甘醇富液预热；下半部分装有填料7-3，有填料进口7-10、出口7-13，甘醇富液从填料中间段进入向下流入富液换热再生罐5，蒸气上行，两者换热；填料7-3对甘醇溶液和蒸气起到过滤作用，并增加行程，保证气液介质接触充分；填料卸出口的下部装填料格栅7-2，支撑填料。保证介质充分接触，实现了多次换热，有利于节能。
实施例3:
如图1所示，在实施例1-2的基础上，所述的富液换热再生罐5包括锥段筒体8、U型换热管6-0、封头17、筒体法兰12、管板18、中间隔板10，所述的U型换热管6-0通过筒体法兰12和管板18内置于锥段筒体8，锥段筒体8的锥体段通过筒体法兰12连接封头17，中间隔板10内置于封头17且与管板18密封，封头17的上腔和下腔分别开设热媒入口9和热媒出口11，锥段筒体8的非锥体段上部开设填料加入口4和蒸汽出口19。
中间的富液换热再生罐5内装有U型换热管6-0，封头17中间有中间隔板10，隔板与管板18间密封，中间隔板10把封头隔成上、下两腔，热介质从右侧封头17上腔的热媒入口9进入U型换热管6-0，对容器中的甘醇溶液进行加热，溶液中的水分受热后蒸发，沿筒形结构上升从蒸气出口7-9排出，换热后的热媒从封头17下腔的介质出口12流出；在直管段内完成与甘醇溶液的换热，甘醇溶液内的水分受热蒸发形成蒸气，进入富液过滤器7－0相；脱水后的甘醇溶液成为贫液，流经左端的贫液过滤器3-0，进入贫液储罐2；U型换热管6-0固定在管板18上，可以随管板18一起装卸；换热管之间用支撑板及拉杆结构固定；结构简单且拆卸方便，便于操作。
实施例4：
如图1－2所示，在实施例1-3的基础上，所述的贫液过滤器3-0包括器体3-2，器体3-2内部自上向下依次设置导管3-7、隔板3-1、过滤填料3-3、格栅板3-4和支撑环3-5，过滤填料3-3段的器体3-2开设卸料孔3-6，导管3-7和隔板3-1相连通。
贫液过滤器3-0内装有散堆过滤填料3-3，从上部装入，中部的手孔卸出；填料过滤填料3-3对甘醇溶液起到过滤作用，同时还可增加甘醇溶液的行程，保证甘醇溶液中的气体有充分时间析出。
实施例5:
如图1所示，在实施例1-4的基础上，所述的贫液储罐2包括罐体2-1，罐体2-1的上部开设甘醇补充口13、罐体2-1的下部开设排污口16，罐体2-1的右侧开设甘醇贫液出口14，罐体2-1的两侧分别设有左鞍座1和右鞍座15。
甘醇溶液进入底部的贫液储罐2，是进泵前的稳定缓冲；贫液储罐2上侧有甘醇补充口13，补充循环过程中的损失甘醇溶液；下侧排污口16；右侧为甘醇溶液出口14；甘醇溶液到此，完成再生过程，将再次进入天然气吸收塔吸收水气，实现循环使用。
本发明的工作原理为：
从天然气吸收塔返回的甘醇富液先在富液过滤器7-0上部的换热管7-7中预热，从上部的换热溶液进口7-8进入，与换热管7-7中的上行蒸气充分换热后，在中部的换热溶液出口7-5流出；换热后的甘醇富液从甘醇溶液入口7-4进入过滤器，流经填料7-3段，进入中部的富液再生换热罐5；热介质从右侧封头17上腔的热媒入口9进入富液再生换热罐5的U型换热管6-0，对容器中的甘醇溶液进行加热，溶液中的水分受热后蒸发，沿筒形结构上升从蒸气出口7-9排出，换热后的热媒从封头17下腔的介质出口12流出，在直管段内完成与甘醇溶液的换热，甘醇溶液内的水分受热蒸发形成蒸气，进入富液过滤器7－0相；脱水后的甘醇溶液成为贫液，流经左端的贫液过滤器3-0，进入贫液储罐2；贫液储罐2上侧有甘醇补充口13，补充循环过程中的损失甘醇溶液；下侧排污口16；右侧为甘醇溶液出口14；甘醇溶液到此，完成再生过程，将再次进入天然气吸收塔吸收水气，实现循环使用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：包括富液过滤器(7-0)、富液换热再生罐(5)、贫液过滤器(3-0)和贫液储罐(2)，所述富液过滤器(7-0)连通在富液换热再生罐(5)的上部，贫液储罐(2)通过贫液过滤器(3-0)连通在富液换热再生罐(5)的下部。
2.如权利要求1所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的富液过滤器(7-0)包括壳体(7-14)、换热管(7-7)和填料(7-3)，壳体(7-14)的顶部开设蒸气出口(7-9)，壳体(7-14)的上半部自上向下依次开设换热溶液进口(7-8)和换热溶液出口(7-5)，换热管(7-7)内置于壳体(7-14)的上半部，壳体(7-14)的下半部自上向下依次开设填料进口(7-10)和填料出口(7-13)，填料(7-3)内置于壳体(7-14)的下半部，填料(7-3)段的壳体(7-14)中部开设甘醇溶液入口(7-4)。
3.如权利要求1所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的富液换热再生罐(5)包括锥段筒体(8)、U型换热管(6-0)、封头(17)、筒体法兰(12)、管板(18)、中间隔板(10)，所述的U型换热管(6-0)通过筒体法兰(12)和管板(18)内置于锥段筒体(8)，锥段筒体(8)的锥体段通过筒体法兰(12)连接封头(17)，中间隔板(10)内置于封头(17)且与管板(18)密封，封头(17)的上腔和下腔分别开设热媒入口(9)和热媒出口(11)，锥段筒体(8)的非锥体段上部开设填料加入口(4)和蒸汽出口(19)。
4.如权利要求1所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的贫液过滤器(3-0)包括器体(3-2)，器体(3-2)内部自上向下依次设置导管(3-7)、隔板(3-1)、过滤填料(3-3)、格栅板(3-4)和支撑环(3-5)，过滤填料(3-3)段的器体(3-2)开设卸料孔(3-6)，导管(3-7)和隔板(3-1)相连通。
5.如权利要求1所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的贫液储罐(2)包括罐体(2-1)，罐体(2-1)的上部开设甘醇补充口(13)、罐体(2-1)的下部开设排污口(16)，罐体(2-1)的右侧开设甘醇贫液出口(14)，罐体(2-1)的两侧分别设有左鞍座(1)和右鞍座(15)。
6.如权利要求1所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的富液过滤器(7-0)和贫液过滤器(3-0)为立式圆筒形结构，富液换热再生罐(5)和贫液储罐(2)为卧式容器。
7.如权利要求2所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的富液换热再生罐(5)还包括连接法兰(7-1)、填料格栅(7-2)、换热管支撑板(7-6)、分液环(7-11)和锥体分布器(7-12)，换热管(7-7)和填料(7-3)之间自上而下依次设有换热管支撑板(7-6)和分液环(7-11)，锥体分布器(7-12)连接甘醇溶液入口(7-4)，填料格栅(7-2)位于填料(7-3)的下部，连接法兰(7-1)位于壳体(7-14)的底端并连接蒸汽出口(19)。
8.如权利要求7所述的换热式甘醇再生加热炉，其特征在于：所述的换热管(7-7)为列管式或盘管式换热结构。
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