CN110903872B - 天然气脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了天然气脱水装置，包括：脱水塔A、脱水塔B、脱水塔C、再生气加热器、再生气处理系统、干气过滤器、湿气进口管道、冷吹气出口管道、再生气出口管道、干气出口管道、再生气进口管道，所述湿气进口管道、所述冷吹气出口管道和所述再生气出口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，干气出口管道和再生气进口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，冷吹气出口管道与再生气加热器的冷介质通道连通，再生气出口管道与再生气处理系统连接，再生气加热器的热介质通道与再生气进口管道连通，干气出口管道的出气端设置有所述干气过滤器。本发明具有设备少、反应快、便于设备集成、再生气重复利用等优势。

Description

天然气脱水装置

技术领域

本发明涉及天然气液化装置领域。更具体地说，本发明涉及天然气脱水装置。

背景技术

近年来，随着我国环保要求日趋严格，“煤改气”政策大力推进，天然气需求持续增长，行业进入快速发展期。通过对天然气净化、压缩、冷却转变为液化天然气(LNG)，具有体积小、储运方便、热值高、安全高效等特点，是一种新型优质的清洁能源，在工业燃料、城镇燃气、交通运输等领域取得广泛应用。

由于天然气在液化过程中需逐步深冷至-140～-160℃，而井口气一般含有H₂S、SO₂、CO₂和H₂O等杂质组分。其中，酸性气体一方面会腐蚀设备及管道，另一方面在降温过程中易析出固体而堵塞设备和管道；同时，水分会降低天然气热值，在降温降压过程中易形成水合物。因此为了保证整套液化装置的稳定运行，需重点针对天然气中酸性气体和水分深度脱除。

目前，吸附脱水塔进行脱水时不能连续生产，当脱水塔内分子筛吸附饱和、出塔气体含水量上升前应中止进气，分子筛需进行再生。为了连续生产，现主要采用两种处理流程：两塔处理和三塔处理，其分子筛再生时都采用脱水后的干气加热吹洗，这部分气要外排或进行发电机系统，这样结果是再生时，整套工艺的输出干气流量减少，输出干气流量不稳定，影响后面工艺的正常进行。因此，优化适用于小型天然气液化装置的脱水工艺，通过改变工艺流程，再生气采用循环利用的方式，以提高小型天然气液化装置中净化系统出气流量的稳定性具有显著意义。

发明内容

本发明的目的是提供天然气脱水装置，对现有净化系统脱水工艺流程中存在的诸多不足，结合常规的两塔处理和三塔处理工艺优点，通过改变工艺流程，采用三套脱水塔并联形式，再生气采用冷吹气循环利用的方式，以提高小型天然气液化装置中净化系统出气流量的稳定性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了天然气脱水装置，包括：脱水塔A、脱水塔B、脱水塔C、再生气加热器、再生气处理系统、干气过滤器、湿气进口管道、冷吹气出口管道、再生气出口管道、干气出口管道、再生气进口管道，所述湿气进口管道、所述冷吹气出口管道和所述再生气出口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，所述干气出口管道和所述再生气进口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，冷吹气出口管道与再生气加热器的冷介质通道连通，再生气出口管道与再生气处理系统连接，再生气加热器的热介质通道与再生气进口管道连通，干气出口管道的出气端设置有所述干气过滤器。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述再生气处理系统与湿气进口管道连通。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述湿气进口管道分别通过第一管道、第二管道和第三管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第一管道、第二管道和第三管道上分别设置有第一管道控制阀门、第二管道控制阀门和第三管道控制阀门；所述冷吹气出口管道分别通过第四管道、第五管道和第六管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第四管道、第五管道和第六管道上分别设置有第四管道控制阀门、第五管道控制阀门和第六管道控制阀门；所述再生气出口管道分别通过第七管道、第八管道和第九管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第七管道、第八管道和第九管道上分别设置有第七管道控制阀门、第八管道控制阀门和第九管道控制阀门；所述干气出口管道分别通过第十管道、第十一管道和第十二管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，第十管道、第十一管道和第十二管道上分别设置有第十管道控制阀门、第十一管道控制阀门和第十二管道控制阀门；所述再生气进口管道分别通过第十三管道、第十四管道和第十五管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，第十三管道、第十四管道和第十五管道上分别设置有第十三管道控制阀门、第十四管道控制阀门和第十五管道控制阀门。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述再生气处理系统包括再生气冷却器和再生分离器，再生气出口管道与再生气冷却器连通，再生气冷却器与再生分离器连通，再生气分离器与湿气进口管道间设置有加压泵。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C均为分子筛脱水塔。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述脱水塔A或脱水塔B或脱水塔C包括：

塔体，其顶部设置有所述第一端口，底部设置有所述第二端口；

两块第一隔板，其沿竖直方向间隔设置在所述塔体内，并将所述塔体的内部分割成互不连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一隔板沿水平方向设置；

第一筒体，其设置在所述两块第一隔板之间，且沿竖直方向设置，第一筒体为圆筒体形，第一筒体的顶部和底部分别与两块第一隔板固定，且无缝连接，第一筒体的外侧壁与塔体的内侧壁相隔一定距离；

第二筒体，其设置在所述两块第一隔板之间，且沿竖直方向设置，第二筒体为圆筒体形，第二筒体的顶部和底部分别与两块第一隔板固定，且无缝连接，第二筒体位于第一筒体内，并与第一筒体相隔一定距离；

多块网板，其沿竖直方向间隔设置在所述第一筒体和第二筒体之间，网板有偶数块，网板为环形，且沿水平方向设置，网板的外圈与第一筒体的内侧壁固定，且无缝连接，网板的内圈与第二筒体的外侧壁固定，且无缝连接，网板上间隔设置有多个网孔，从上到下，每块奇数块网板和与其相邻并位于其下方的网板间均填充有分子筛，最上方的网板与位于上方的第一隔板相隔一定距离，最下方的网板与位于下方的第一隔板相隔一定距离；

多块第二隔板，除位于最下方的网板外，从上到下，偶数块网板和与其相邻并位于其下方的网板间均设置有一块第二隔板，第二隔板为环形，且沿水平方向设置，第二隔板的外圈与第一筒体的内侧壁固定，且无缝连接，第二隔板的内圈与第二筒体的外侧壁固定，且无缝连接，第二隔板和与其相邻并位于其上方和下方的网板均相隔一定距离；

至少一根第一气管，其设置在位于上方的第一隔板上，第一气管与第一腔体和第二腔体中位于第一筒体外的部分连通，第一气管上设置有第十六管道控制阀门；

至少一根第二气管，其设置在位于下方的第一隔板上，第二气管与第三腔体和第二腔体中位于第一筒体外的部分连通，第二气管上设置有第十七管道控制阀门；

第三气管，其设置在位于上方的第一隔板上，第三气管与第一腔体和第二筒体的内部连通，第三气管上设置有第十八管道控制阀门；

第四气管，其设置在位于下方的第一隔板上，第四气管与第三腔体和第二筒体的内部连通，第四气管上设置有第十九管道控制阀门；

其中，第一筒体上位于第二隔板和与该第二隔板相邻并位于该第二隔板上方的网板间的部分，以及最下方的网板和最下方的第一隔板间的部分均沿第一筒体的周向方向间隔设置有多个第一出气孔；

第二筒体上位于奇数块网板和与该奇数块网板相邻并位于该奇数块网板上方的第二隔板间的部分，以及最上方的网板和位于上方的第一隔板间的部分均沿第一筒体的周向方向间隔设置有多个第二出气孔。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述第十六管道控制阀门、第十七管道控制阀门、第十八管道控制阀门和第十九管道控制阀门均为单向阀，所述第十六管道控制阀门设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体外的部分进入第一腔体中；所述第十七管道控制阀门设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体外的部分进入第三腔体中；所述第十八管道控制阀门设置为使得气体只能从第一腔体中进入第二筒体中；所述第十九管道控制阀门设置为使得气体只能从第二筒体中进入第三腔体中。

优选的是，所述的天然气脱水装置中，所述脱水塔A或脱水塔B或脱水塔C还包括：

多根气体分散管，每块奇数块网板的上方均沿第二筒体的周向方向等间隔设置有多根气体分散管，每根气体分散管的一端均与第二筒体的外侧壁连接，且与所述第二筒体的内部连通，另一端与所述第一筒体的内侧壁连接，气体分散管上间隔设置有多个第三出气孔。

本发明至少包括以下有益效果：

1、分子筛加热再生采用冷吹气加热吹洗工艺，提高了工艺运行的稳定性，最后通过再生气处理系统使得再生气可循环使用；

2、采用三套脱水塔装置的联合工艺，具有流程简单、设备少、反应快、便于设备集成、再生气重复利用等优势；可同时进行脱水工艺段、分子筛加热再生工艺段和分子筛冷吹再生工艺段；

3、采用分子筛吸收水分，具有吸附容量高、吸附选择性强、使用寿命长等优势。

4、脱水塔在脱水、分子筛加热再生和分子筛冷吹再生时，塔中的气体可与分子筛均匀接触，能提高脱水、分子筛加热再生和分子筛冷吹再生时的效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的天然气脱水装置使用时的工艺流程框图；

图2是根据本发明一个实施例的天然气脱水装置的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的脱水塔A或脱水塔B或脱水塔C的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明提供天然气脱水装置，包括：脱水塔A7、脱水塔B6、脱水塔C5、再生气加热器3、再生气处理系统、干气过滤器4、湿气进口管道、冷吹气出口管道、再生气出口管道、干气出口管道、再生气进口管道，所述湿气进口管道、所述冷吹气出口管道和所述再生气出口管道分别与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第一端口连通，所述干气出口管道(干气出口管道和冷吹气进口管道共用一组管道)和所述再生气进口管道分别与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第二端口连通，冷吹气出口管道与再生气加热器3的冷介质通道连通，再生气出口管道与再生气处理系统连接，再生气加热器3的热介质通道与再生气进口管道连通，干气出口管道的出气端设置有所述干气过滤器4。

如图2所示，本发明提供一种天然气脱水装置，包括脱水塔A7、脱水塔B6、脱水塔C5、再生气加热器3和再生气处理系统。

脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5三塔上端共三套管道：一套为与塔的上端口(第一端口)并联连接的湿气进口管道，另一套为与塔的上端口并联连接的冷吹气出口管道，冷吹气出口管道和再生气加热器3串联，还一套为与塔的上端口并联连接的再生气出口管道，再生气出口管道与再生气处理系统串联连接。

脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的下端有二套管道：一套为与塔的下端口(第二端口)并联连接的干气出口管道和冷吹气进口管道(干气出口管道和冷吹气进口管道共用一组管道)，干气出口管道内设有干气过滤器4，还一套为与塔的下端口并联连接的加热再生气进口管道。

所述脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的湿气进口管道并联，脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的干气出口管道并联，脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的冷吹气出口管道并联，脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的加热再生气进口管道并联，脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的再生气出口管道并联；

所述湿气进口管道、干气出口管道、冷吹气出口管道、加热再生气进口管道和再生气出口管道上均设有控制阀门。

再生气处理系统对吸附水后的再生气进行处理。

脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5均为分子筛脱水塔，优选分子筛为4A分子筛。

如图2所示，本发明提供一种天然气脱水方法，采用上述天然气脱水装置，包括同时进行的脱水工艺段、分子筛加热再生工艺段和分子筛冷吹再生工艺段。

脱水工艺段采用下列流程：湿气经脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的湿气进口管道进入塔内，在塔内分子筛的吸附作用下，湿气脱水后形成的部分干气再经脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的干气出口管道进入干气过滤器4，再进入后续天然气处理流程。

分子筛再生工艺段采用下列流程：湿气在脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的塔内分子筛的吸附作用下变成干气，冷吹气在再生气加热器3中进行加热成为加热再生气，加热再生气经脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的再生气入口管道进入塔内对分子筛进行加热再生，最后经再生气出口管道进入再生气处理系统；加热再生的脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5经过一定时间后，停止加热，进入冷吹再生过程。

分子筛冷吹再生工艺段采用下列流程：取部分经脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的塔内分子筛吸附后变成的干气进行吹洗再生。这阶段的冷吹出口气通过冷吹气出口管道进入再生气加热器3中进行加热成为加热再生气，对另外需要的塔进行加热再生。最后经再生气出口管道进入再生气处理系统。再生气加热器3的出口温度为280-300℃，进入到脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5内的再生气温度在280-300℃，塔内分子筛的脱水速率最佳。

本发明提供一种天然气脱水方法，包括同时进行的脱水工艺段、分子筛加热再生工艺段和分子筛冷吹再生工艺段。天然气脱水方法如下：

1)、在脱水塔A7中进行脱水工艺，脱水塔B6中进行分子筛加热再生，脱水塔C5中进行分子筛冷吹再生工艺，具体地工艺流程为：

湿气经脱水塔A7的湿气进口管道上的控制阀门(第一管道控制阀门10)进入脱水塔A7内，在塔内经分子筛吸附脱水后，经脱水塔A7的干气出口管道上的控制阀门(第十管道控制阀门23)输出干气，最后进入干气过滤器4，再进入后续天然气处理流程；同时，部分干气经脱水塔C5的干气进口管道上的控制阀门(第十二管道控制阀门19)进入脱水塔C5内，在塔内对经过加热了的分子筛进行降温处理后，经冷吹出口管道上的控制阀门(第六管道控制阀门17)进入再生气加热器3，气体加热至285℃作为加热的再生气输出，加热的再生气经脱水塔B6的再生气入口管道上的控制阀门(第十四管道控制阀门20)进入脱水塔B6内，脱水塔B6内的分子筛在加热的再生气作用下脱水再生，最后含有水分的再生气经脱水塔B6的再生气出口管道上的控制阀门(第八管道控制阀门12)后，进入再生气处理系统中处理。

2)、在脱水塔A7中进行分子筛加热再生，脱水塔B6中进行分子筛冷吹再生，脱水塔C5中进行脱水工艺，具体地工艺流程为：

湿气经脱水塔C5的湿气进口管道上的控制阀门(第三管道控制阀门16)进入脱水塔C5内，在塔内经分子筛吸附脱水后，经脱水塔C5的干气出口管道上的控制阀门(第十二管道控制阀门19)输出干气，最后进入干气过滤器4，再进入后续天然气处理流程；同时，部分干气经脱水塔B6的干气进口管道上的控制阀门(第十一管道控制阀门21)进入脱水塔B6内，在塔内对经过加热了的分子筛进行降温处理后，经冷吹出口管道上的控制阀门(第五管道控制阀门14)进入再生气加热器3，气体加热至285℃作为加热的再生气输出，加热的再生气经脱水塔A7的再生气入口管道上的控制阀门(第十三管道控制阀门22)进入脱水塔A7内，脱水塔A7内的分子筛在加热的再生气作用下脱水再生，最后含有水分的再生气经脱水塔A7的再生气出口管道上的控制阀门(第七管道控制阀门9)后进入再生气处理系统中处理。

3)、在脱水塔A7中进行分子筛冷吹再生，脱水塔B6中进行脱水工艺，脱水塔C5中进行分子筛加热再生工艺，具体地工艺流程为：

湿气经脱水塔B6的湿气进口管道上的控制阀门(第二管道控制阀门13)进入脱水塔B6内，在塔内经分子筛吸附脱水后，经脱水塔B6的干气出口管道上的控制阀门(第十一管道控制阀门21)输出干气，最后进入干气过滤器4，再进入后续天然气处理流程；同时，部分干气经脱水塔A7的干气进口管道上的控制阀门(第十管道控制阀门23)进入脱水塔A7内，在塔内将经过加热了的分子筛进行降温处理后，经冷吹出口管道上的控制阀门(第四管道控制阀门11)进入再生气加热器3，气体加热至285℃作为加热的再生气输出，加热的再生气经脱水塔C5的再生气入口管道上的控制阀门(第十五管道控制阀门18)进入脱水塔C5内，脱水塔C5内的分子筛在加热的再生气作用下脱水再生，最后含有水分的再生气经脱水塔C5的再生气出口管道上的控制阀门(第九管道控制阀门15)后进入再生气处理系统中处理。

之后不断重复上述步骤。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述再生气处理系统与湿气进口管道连通。含有水分的再生气经脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5的再生气出口管道进入再生气处理系统中处理，经再生气处理系统转化为湿气后，进入湿气输入管道中循环利用。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述湿气进口管道分别通过第一管道、第二管道和第三管道与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第一端口连通，第一管道、第二管道和第三管道上分别设置有第一管道控制阀门10、第二管道控制阀门13和第三管道控制阀门16；所述冷吹气出口管道分别通过第四管道、第五管道和第六管道与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第一端口连通，第四管道、第五管道和第六管道上分别设置有第四管道控制阀门11、第五管道控制阀门14和第六管道控制阀门17；所述再生气出口管道分别通过第七管道、第八管道和第九管道与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第一端口连通，第七管道、第八管道和第九管道上分别设置有第七管道控制阀门9、第八管道控制阀门12和第九管道控制阀门15；所述干气出口管道分别通过第十管道、第十一管道和第十二管道与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第二端口连通，第十管道、第十一管道和第十二管道上分别设置有第十管道控制阀门23、第十一管道控制阀门21和第十二管道控制阀门19；所述再生气进口管道分别通过第十三管道、第十四管道和第十五管道与脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5的第二端口连通，第十三管道、第十四管道和第十五管道上分别设置有第十三管道控制阀门22、第十四管道控制阀门20和第十五管道控制阀门18。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述再生气处理系统包括再生气冷却器2和再生分离器8，再生气出口管道与再生气冷却器2连通，再生气冷却器2与再生分离器8连通，再生气分离器与湿气进口管道间设置有加压泵1。含有水分的再生气经脱水塔A7或B6或C5的再生气出口管道进入再生气处理系统中处理，经再生气冷却器2冷却后，再经再生分离器8分离再生气中水分，转化为湿气后，利用气体加压泵1加压进入湿气输入管道中循环利用。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述脱水塔A7、脱水塔B6和脱水塔C5均为分子筛脱水塔，优选分子筛为4A分子筛。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，如图3所示，所述脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5包括：

塔体24，其顶部设置有所述第一端口，底部设置有所述第二端口；

两块第一隔板25，其沿竖直方向间隔设置在所述塔体24内，并将所述塔体24的内部分割成互不连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一隔板25沿水平方向设置；

第一筒体26，其设置在所述两块第一隔板25之间，且沿竖直方向设置，第一筒体26的顶部和底部分别与两块第一隔板25固定，且无缝连接，第一筒体26的外侧壁与塔体24的内侧壁相隔一定距离；

第二筒体27，其设置在所述两块第一隔板25之间，且沿竖直方向设置，第二筒体27的顶部和底部分别与两块第一隔板25固定，且无缝连接，第二筒体27位于第一筒体26内，并与第一筒体26相隔一定距离；

多块网板28，其沿竖直方向间隔设置在所述第一筒体26和第二筒体27之间，网板28有偶数块，网板28为环形，且沿水平方向设置，网板28的外圈与第一筒体26的内侧壁固定，且无缝连接，网板28的内圈与第二筒体27的外侧壁固定，且无缝连接，网板28上间隔设置有多个网孔，从上到下，每块奇数块网板28和与其相邻并位于其下方的网板28间均填充有分子筛，每块奇数块网板28和与其相邻并位于其下方的网板28间的间距设置为：能使分子筛吸水后膨胀，而不会损坏网板28，最上方的网板28与位于上方的第一隔板25相隔一定距离，最下方的网板28与位于下方的第一隔板25相隔一定距离；

多块第二隔板29，除位于最下方的网板28外，从上到下，偶数块网板28和与其相邻并位于其下方的网板28间均设置有一块第二隔板29，第二隔板29为环形，且沿水平方向设置，第二隔板29的外圈与第一筒体26的内侧壁固定，且无缝连接，第二隔板29的内圈与第二筒体27的外侧壁固定，且无缝连接，第二隔板29和与其相邻并位于其上方和下方的网板28均相隔一定距离；

至少一根第一气管30，其设置在位于上方的第一隔板25上，第一气管30与第一腔体和第二腔体中位于第一筒体26外的部分连通，第一气管30上设置有第十六管道控制阀门34；

至少一根第二气管31，其设置在位于下方的第一隔板25上，第二气管31与第三腔体和第二腔体中位于第一筒体26外的部分连通，第二气管31上设置有第十七管道控制阀门35；

第三气管32，其设置在位于上方的第一隔板25上，第三气管32与第一腔体和第二筒体27的内部连通，第三气管32上设置有第十八管道控制阀门36；

第四气管33，其设置在位于下方的第一隔板25上，第四气管33与第三腔体和第二筒体27的内部连通，第四气管33上设置有第十九管道控制阀门37；

其中，第一筒体26上位于第二隔板29和与该第二隔板29相邻并位于该第二隔板29上方的网板28间的部分，以及最下方的网板28和最下方的第一隔板25间的部分均沿第一筒体26的周向方向间隔设置有多个第一出气孔；

第二筒体27上位于奇数块网板28和与该奇数块网板28相邻并位于该奇数块网板28上方的第二隔板29间的部分，以及最上方的网板28和位于上方的第一隔板25间的部分均沿第一筒体26的周向方向间隔设置有多个第二出气孔。

如图3所示，当脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5对天然气进行脱水工艺时，第十六管道控制阀门34和第十九管道控制阀门37关闭，第十七管道控制阀门35和第十八管道控制阀门36打开，湿气经塔体24顶部的第一端口进入第一腔体中，之后经第三气管32进入第二筒体27内，再经第二出气孔进入第一筒体26和第二筒体27之间，且位于奇数块网板28上方的区域内，湿气向下穿透各层分子筛后，通过第一出气孔进入塔体24的内侧壁和第一筒体26的外侧壁之间的区域，再通过第二气管31后进入第三腔体内，最后通过第二端口排出。

当脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5中进行分子筛冷吹再生和分子筛加热再生工艺时，第十七管道控制阀门35和第十八管道控制阀门36关闭，第十六管道控制阀门34和第十九管道控制阀门37打开，冷吹气或加热再生气经塔体24底部的第二端口进入第三腔体中，之后经第四气管33进入第二筒体27内，再经第二出气孔进入第一筒体26和第二筒体27之间，且位于奇数块网板28上方的区域内，冷吹气或加热再生气向下穿透各层分子筛后，通过第一出气孔进入塔体24的内侧壁和第一筒体26的外侧壁之间的区域，再通过第一气管30后进入第一腔体内，最后通过第一端口排出。

脱水塔在脱水、分子筛加热再生和分子筛冷吹再生时，塔中的气体可与分子筛均匀接触后穿透分子筛，因而能提高脱水、分子筛加热再生和分子筛冷吹再生时的效率。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述第十六管道控制阀门34、第十七管道控制阀门35、第十八管道控制阀门36和第十九管道控制阀门37均为单向阀，所述第十六管道控制阀门34设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体26外的部分进入第一腔体中；所述第十七管道控制阀门35设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体26外的部分进入第三腔体中；所述第十八管道控制阀门36设置为使得气体只能从第一腔体中进入第二筒体27中；所述第十九管道控制阀门37设置为使得气体只能从第二筒体27中进入第三腔体中。

在另一种技术方案中，所述的天然气脱水装置中，所述脱水塔A7或脱水塔B6或脱水塔C5还包括：

多根气体分散管38，每块奇数块网板28的上方均沿第二筒体27的周向方向等间隔设置有多根气体分散管38，每根气体分散管38的一端均与第二筒体27的外侧壁连接，且与所述第二筒体27的内部连通，另一端与所述第一筒体26的内侧壁连接，气体分散管38上间隔设置有多个第三出气孔。进入第二筒体27中的湿气、冷吹气或加热再生气能通过气体分散管38均匀分散至分子筛的上方后，再向下穿透分子筛，避免在第一筒体26的内径较大时，靠近第一筒体26的分子筛利用率低。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.天然气脱水装置，包括：脱水塔A、脱水塔B、脱水塔C、再生气加热器、再生气处理系统、干气过滤器、湿气进口管道、冷吹气出口管道、再生气出口管道、干气出口管道、再生气进口管道，其特征在于，所述湿气进口管道、所述冷吹气出口管道和所述再生气出口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，所述干气出口管道和所述再生气进口管道分别与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，冷吹气出口管道与再生气加热器的冷介质通道连通，再生气出口管道与再生气处理系统连接，再生气加热器的热介质通道与再生气进口管道连通，干气出口管道的出气端设置有所述干气过滤器；

其中，所述脱水塔A或脱水塔B或脱水塔C包括：

塔体，其顶部设置有所述第一端口，底部设置有所述第二端口；

两块第一隔板，其沿竖直方向间隔设置在所述塔体内，并将所述塔体的内部分割成互不连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一隔板沿水平方向设置；

第一筒体，其设置在所述两块第一隔板之间，且沿竖直方向设置，第一筒体为圆筒体形，第一筒体的顶部和底部分别与两块第一隔板固定，且无缝连接，第一筒体的外侧壁与塔体的内侧壁相隔一定距离；

第二筒体，其设置在所述两块第一隔板之间，且沿竖直方向设置，第二筒体为圆筒体形，第二筒体的顶部和底部分别与两块第一隔板固定，且无缝连接，第二筒体位于第一筒体内，并与第一筒体相隔一定距离；

多块网板，其沿竖直方向间隔设置在所述第一筒体和第二筒体之间，网板有偶数块，网板为环形，且沿水平方向设置，网板的外圈与第一筒体的内侧壁固定，且无缝连接，网板的内圈与第二筒体的外侧壁固定，且无缝连接，网板上间隔设置有多个网孔，从上到下，每块奇数块网板和与其相邻并位于其下方的网板间均填充有分子筛，最上方的网板与位于上方的第一隔板相隔一定距离，最下方的网板与位于下方的第一隔板相隔一定距离；

多块第二隔板，除位于最下方的网板外，从上到下，偶数块网板和与其相邻并位于其下方的网板间均设置有一块第二隔板，第二隔板为环形，且沿水平方向设置，第二隔板的外圈与第一筒体的内侧壁固定，且无缝连接，第二隔板的内圈与第二筒体的外侧壁固定，且无缝连接，第二隔板和与其相邻并位于其上方和下方的网板均相隔一定距离；

至少一根第一气管，其设置在位于上方的第一隔板上，第一气管与第一腔体和第二腔体中位于第一筒体外的部分连通，第一气管上设置有第十六管道控制阀门；

至少一根第二气管，其设置在位于下方的第一隔板上，第二气管与第三腔体和第二腔体中位于第一筒体外的部分连通，第二气管上设置有第十七管道控制阀门；

第三气管，其设置在位于上方的第一隔板上，第三气管与第一腔体和第二筒体的内部连通，第三气管上设置有第十八管道控制阀门；

第四气管，其设置在位于下方的第一隔板上，第四气管与第三腔体和第二筒体的内部连通，第四气管上设置有第十九管道控制阀门；

其中，第一筒体上位于第二隔板和与该第二隔板相邻并位于该第二隔板上方的网板间的部分，以及最下方的网板和最下方的第一隔板间的部分均沿第一筒体的周向方向间隔设置有多个第一出气孔；

第二筒体上位于奇数块网板和与该奇数块网板相邻并位于该奇数块网板上方的第二隔板间的部分，以及最上方的网板和位于上方的第一隔板间的部分均沿第一筒体的周向方向间隔设置有多个第二出气孔。

2.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述再生气处理系统与湿气进口管道连通。

3.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述湿气进口管道分别通过第一管道、第二管道和第三管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第一管道、第二管道和第三管道上分别设置有第一管道控制阀门、第二管道控制阀门和第三管道控制阀门；所述冷吹气出口管道分别通过第四管道、第五管道和第六管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第四管道、第五管道和第六管道上分别设置有第四管道控制阀门、第五管道控制阀门和第六管道控制阀门；所述再生气出口管道分别通过第七管道、第八管道和第九管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第一端口连通，第七管道、第八管道和第九管道上分别设置有第七管道控制阀门、第八管道控制阀门和第九管道控制阀门；所述干气出口管道分别通过第十管道、第十一管道和第十二管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，第十管道、第十一管道和第十二管道上分别设置有第十管道控制阀门、第十一管道控制阀门和第十二管道控制阀门；所述再生气进口管道分别通过第十三管道、第十四管道和第十五管道与脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C的第二端口连通，第十三管道、第十四管道和第十五管道上分别设置有第十三管道控制阀门、第十四管道控制阀门和第十五管道控制阀门。

4.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述再生气处理系统包括再生气冷却器和再生分离器，再生气出口管道与再生气冷却器连通，再生气冷却器与再生分离器连通，再生气分离器与湿气进口管道间设置有加压泵。

5.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述脱水塔A、脱水塔B和脱水塔C均为分子筛脱水塔。

6.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述第十六管道控制阀门、第十七管道控制阀门、第十八管道控制阀门和第十九管道控制阀门均为单向阀，所述第十六管道控制阀门设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体外的部分进入第一腔体中；所述第十七管道控制阀门设置为使得气体只能从第二腔体中位于第一筒体外的部分进入第三腔体中；所述第十八管道控制阀门设置为使得气体只能从第一腔体中进入第二筒体中；所述第十九管道控制阀门设置为使得气体只能从第二筒体中进入第三腔体中。

7.如权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述脱水塔A或脱水塔B或脱水塔C还包括：

多根气体分散管，每块奇数块网板的上方均沿第二筒体的周向方向等间隔设置有多根气体分散管，每根气体分散管的一端均与第二筒体的外侧壁连接，且与所述第二筒体的内部连通，另一端与所述第一筒体的内侧壁连接，气体分散管上间隔设置有多个第三出气孔。

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