CN110923027B - 天然气脱水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了天然气脱水装置，包括初滤进气组件、循环组件、过滤排气组件、驱动组件和曝气组件，所述初滤进气组件设置在循环组件的一端，本发明所达到的有益效果是：本发明天然气脱水装置通过初滤进气组件和过滤排气组件对天然气进行处理，多组脱水框架和脱水套筒内的分子筛能够对天然气进行脱水处理，多次吸附脱水，能够使得装置对天然气的脱水效果更好，同时通过设置的无需消耗电能的曝气组件能够加快装置对天然气的脱水效率，使得脱水效率提高，并且通过设置的导气管能够将二次脱水后的天然气输送至导气套筒与第二筒体之间的空腔中再次进行脱水处理，进一步的使得装置对天然气的脱水效果更好。

Description

天然气脱水装置
技术领域
本发明涉及脱水装置，特别涉及天然气脱水装置，属于天然气技术领域。
背景技术
井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果:含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗，水分在天然气中的存在是非常不利的事，因此需要对天然气进行脱水。天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。
现有的天然气脱水普遍应用的天然气脱水设备为“空冷干燥器”和“分气包”，其脱水原理为：湿天然气经由空冷干燥器进口控制阀59进入空冷干燥器的U型管，气上升，气中的水成分在外部低气温(外部大气温度)的作用下，凝结下落，沉在U型管下部的管中，干天然气由空冷干燥器出口控制阀60输出。分气包是一个立式的缸筒，其脱水原理为：气从中部进入，顶部出，气上升，气中的水成分在外部低气温的作用下，凝结下落，沉在缸底。空冷干燥器和分气包在生产中脱水，只有外部气温在-5℃以下时脱水效果好，外部气温在-5℃～15℃时效果差，外部气温高于15℃时根本不能脱水，即脱水效果严重依赖外部环境的气温；一方面现有的天然气脱水装置在对天然气进行脱水时大多是对其进行一次性脱水，在一次脱水率低的情况下就将天然气排出装置，会导致天然气需要再次输送至脱水装置的内部进行再次脱水，增加了脱水所需要消耗的时间，导致脱水的效率低，效果差；另一方面现有的天然气脱水装置进行脱水时，大多是依靠天然气管道内的气压将天然气输送至脱水装置内部进行脱水，无对其进行增压处理，使得天然气装置在对其进行脱水时，会由于气压较低的原因，而造成装置的脱水效率大大降低；此外，现有的脱水装置大多是依靠外接能源对其进行驱动，天然气在输送时的冲击力未得到充分的利用，造成不必要的浪费，使得脱水成本提高。
发明内容
本发明提供天然气脱水装置，有效的解决了现有技术中脱水效率低和脱水效果不好的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明天然气脱水装置,包括初滤进气组件、循环组件、过滤排气组件、驱动组件和曝气组件，所述初滤进气组件设置在循环组件的一端，所述循环组件远离初滤进气组件的一端设置有过滤排气组件，所述过滤排气组件远离循环组件的一端设置有驱动组件，所述曝气组件设置在循环组件的内部；所述初滤进气组件由第一筒体、第一进气管、第一闸阀、脱水框架、第一多孔导气板和第一导气封板组成，所述第一筒体远离循环组件一端的顶部固定连通有第一进气管，所述第一进气管远离第一筒体的一端设置有第一闸阀，所述第一筒体的内部等间距设置有若干个脱水框架,若干个所述脱水框架的内部均填充有分子筛，若干个所述脱水框架的外壁均与第一筒体的内筒壁固定连接，若干个所述脱水框架的两侧均固定连接有第一多孔导气板，所述第一筒体远离第一进气管一端的内筒壁上固定连接有第一导气封板；所述循环组件由第二筒体、第一连接法兰、第二导气封板、导气套筒、第一排气管、第二闸阀和第二进气管组成，所述第二筒体通过第一连接法兰与第一筒体固定连通，所述第二筒体内部远离第一筒体一端的内筒壁上固定连接有第二导气封板，所述第二导气封板靠近第一导气封板一侧的板壁上固定连通有导气套筒，所述导气套筒远离第二导气封板一端的内部与第一导气封板固定连通，所述导气套筒与第二筒体之间填充有分子筛，所述第二筒体的顶部固定连通有第一排气管，所述第一排气管远离第二筒体的一端设置有第二闸阀，所述第二筒体的底部固定连通有第二进气管；所述过滤排气组件由第三筒体、第二连接法兰、第二排气管、第三闸阀、第三排气管、第四闸阀、导气管、支撑板、脱水套筒和第三多孔导气板组成，所述第三筒体通过第二连接法兰与第二筒体固定连通，所述第三筒体的顶部固定连通有第二排气管,所述第二排气管远离第三筒体的一端设置有第三闸阀，所述第三筒体的底部固定连通有第三排气管，所述第三排气管远离第三筒体的一端固定连通有导气管，所述导气管与第三排气管之间设置有第四闸阀，所述导气管远离第三排气管的一端与第二进气管固定连通，所述第三筒体靠近第二筒体一端的内筒壁上固定连接有支撑板，所述支撑板远离第二筒体一端的板壁上固定连接有脱水套筒，所述脱水套筒两端的内筒壁上均固定连接有第三多孔导气板，所述脱水套筒的内部填充有分子筛。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件由固定机架、发电机、转动轴和第二叶轮组成，所述发电机通过固定机架固定连接在第三筒体远离第二筒体一端的外壁上，所述发电机的轴壁上通过联轴器固定连接有转动轴，所述转动轴远离发电机的一端穿过第三筒体，所述转动轴与第三筒体转动连接，所述转动轴延伸至第三筒体内部的一端依次穿过两个第三多孔导气板并延伸至第二筒体的内部，所述转动轴延伸至第二筒体内部的一端固定连接有第二叶轮。
作为本发明的一种优选技术方案，所述曝气组件由增压套筒、排气封板、排气孔、弹力弹簧、增压封板、密封块、导气孔、密封板和进气孔组成，所述增压套筒与第二筒体的内筒壁固定连接，所述增压套筒内部远离第一筒体一端的内筒壁上固定连接有排气封板，所述排气封板的板壁上贯穿开设有排气孔，所述排气封板靠近第一筒体一侧的板壁上固定连接有弹力弹簧，所述弹力弹簧的另一端固定连接有增压封板，所述增压封板远离弹力弹簧一侧的板壁上固定连接有密封块，所述增压封板的板壁上环绕密封块开设有若干个等间距的导气孔，所述增压封板远离弹力弹簧的一侧设置有密封板,所述密封板的板壁上贯穿开设有进气孔，所述进气孔与密封块相匹配设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一排气管靠近第二筒体一端的内管壁上固定连接有第二多孔导气板，所述第二多孔导气板板壁上导气通孔的直径小于分子筛的直径。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二进气管远离第二筒体的一端设置有单向阀。
作为本发明的一种优选技术方案，所述转动轴位于两个第三多孔导气板之间的轴壁上固定连接有第一叶轮。
本发明所达到的有益效果是：本发明天然气脱水装置通过初滤进气组件和过滤排气组件对天然气进行处理，多组脱水框架和脱水套筒内的分子筛能够对天然气进行脱水处理，多次吸附脱水，能够使得装置对天然气的脱水效果更好，同时通过设置的无需消耗电能的曝气组件能够加快装置对天然气的脱水效率，使得脱水效率提高，并且通过设置的导气管能够将二次脱水后的天然气输送至导气套筒与第二筒体之间的空腔中再次进行脱水处理，进一步的使得装置对天然气的脱水效果更好，另外，通过设置的驱动组件中的叶轮能够随着天然气在筒体中的流动力，而进行转动，从而带动发电机的转轴转动，能够为装置内的电磁闸阀提供所需的能量，节能环保。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中脱水框架的结构示意图；
图3是本发明中循环组件的结构示意图；
图4是本发明中脱水套筒的结构示意图；
图5是本发明中曝气组件的结构示意图。
图中：1、初滤进气组件；11、第一筒体；12、第一进气管；13、第一闸阀；14、脱水框架；15、第一多孔导气板；16、第一导气封板；2、循环组件；21、第二筒体；22、第一连接法兰；23、第二导气封板；24、导气套筒；25、第一排气管；26、第二闸阀；27、第二多孔导气板；28、第二进气管；29、单向阀；3、过滤排气组件；31、第三筒体；32、第二连接法兰；33、第二排气管；34、第三闸阀；35、第三排气管；36、第四闸阀；37、导气管；38、支撑板；39、脱水套筒；310、第三多孔导气板；4、驱动组件；41、固定机架；42、发电机；43、转动轴；44、第一叶轮；45、第二叶轮；5、曝气组件；51、增压套筒；52、排气封板；53、排气孔；54、弹力弹簧；55、增压封板；56、密封块；57、导气孔；58、密封板；59、进气孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1-5所示，本发明天然气脱水装置,包括初滤进气组件1、循环组件2、过滤排气组件3、驱动组件4和曝气组件5，所述初滤进气组件1设置在循环组件2的一端，所述循环组件2远离初滤进气组件1的一端设置有过滤排气组件3，所述过滤排气组件3远离循环组件2的一端设置有驱动组件4，所述曝气组件5设置在循环组件2的内部；所述初滤进气组件1由第一筒体11、第一进气管12、第一闸阀13、脱水框架14、第一多孔导气板15和第一导气封板16组成，所述第一筒体11远离循环组件2一端的顶部固定连通有第一进气管12，所述第一进气管12远离第一筒体11的一端设置有第一闸阀13，所述第一筒体11的内部等间距设置有若干个脱水框架14,若干个所述脱水框架14的内部均填充有分子筛，若干个所述脱水框架14的外壁均与第一筒体11的内筒壁固定连接，若干个所述脱水框架14的两侧均固定连接有第一多孔导气板15，所述第一筒体11远离第一进气管12一端的内筒壁上固定连接有第一导气封板16；所述循环组件2由第二筒体21、第一连接法兰22、第二导气封板23、导气套筒24、第一排气管25、第二闸阀26和第二进气管28组成，所述第二筒体21通过第一连接法兰22与第一筒体11固定连通，所述第二筒体21内部远离第一筒体11一端的内筒壁上固定连接有第二导气封板23，所述第二导气封板23靠近第一导气封板16一侧的板壁上固定连通有导气套筒24，所述导气套筒24远离第二导气封板23一端的内部与第一导气封板16固定连通，所述导气套筒24与第二筒体21之间填充有分子筛，所述第二筒体21的顶部固定连通有第一排气管25，所述第一排气管25远离第二筒体21的一端设置有第二闸阀26，所述第二筒体21的底部固定连通有第二进气管28；所述过滤排气组件3由第三筒体31、第二连接法兰32、第二排气管33、第三闸阀34、第三排气管35、第四闸阀36、导气管37、支撑板38、脱水套筒39和第三多孔导气板310组成，所述第三筒体31通过第二连接法兰32与第二筒体21固定连通，所述第三筒体31的顶部固定连通有第二排气管33,所述第二排气管33远离第三筒体31的一端设置有第三闸阀34，所述第三筒体31的底部固定连通有第三排气管35，所述第三排气管35远离第三筒体31的一端固定连通有导气管37，所述导气管37与第三排气管35之间设置有第四闸阀36，所述导气管37远离第三排气管35的一端与第二进气管28固定连通，所述第三筒体31靠近第二筒体21一端的内筒壁上固定连接有支撑板38，所述支撑板38远离第二筒体21一端的板壁上固定连接有脱水套筒39，所述脱水套筒39两端的内筒壁上均固定连接有第三多孔导气板310，所述脱水套筒39的内部填充有分子筛。
所述驱动组件4由固定机架41、发电机42、转动轴43和第二叶轮45组成，所述发电机42通过固定机架41固定连接在第三筒体31远离第二筒体21一端的外壁上，所述发电机42的轴壁上通过联轴器固定连接有转动轴43，所述转动轴43远离发电机42的一端穿过第三筒体31，所述转动轴43与第三筒体31转动连接，所述转动轴43延伸至第三筒体31内部的一端依次穿过两个第三多孔导气板310并延伸至第二筒体21的内部，所述转动轴43延伸至第二筒体21内部的一端固定连接有第二叶轮45。
所述曝气组件5由增压套筒51、排气封板52、排气孔53、弹力弹簧54、增压封板55、密封块56、导气孔57、密封板58和进气孔59组成，所述增压套筒51与第二筒体21的内筒壁固定连接，所述增压套筒51内部远离第一筒体11一端的内筒壁上固定连接有排气封板52，所述排气封板52的板壁上贯穿开设有排气孔53，所述排气封板52靠近第一筒体11一侧的板壁上固定连接有弹力弹簧54，所述弹力弹簧54的另一端固定连接有增压封板55，所述增压封板55远离弹力弹簧54一侧的板壁上固定连接有密封块56，所述增压封板55的板壁上环绕密封块56开设有若干个等间距的导气孔57，所述增压封板55远离弹力弹簧54的一侧设置有密封板58,所述密封板58的板壁上贯穿开设有进气孔59，所述进气孔59与密封块56相匹配设置。
所述第一排气管25靠近第二筒体21一端的内管壁上固定连接有第二多孔导气板27，所述第二多孔导气板27板壁上导气通孔的直径小于分子筛的直径，确保分子筛不会进入至第一排气管25的内部，所述第二进气管28远离第二筒体21的一端设置有单向阀29，单向阀29可以防止第一排气管25中的天然气回流至导气管37中，所述转动轴43位于两个第三多孔导气板310之间的轴壁上固定连接有第一叶轮44，位于两个第三多孔导气板310之间的第一叶轮44可以带动脱水套筒39内部的分子筛进行拨动，便于天然气在脱水套筒39的内部进行脱水。
具体的，本发明使用时，通过第一进气管12将待脱水的天然气先输送至第一筒体11中，第一筒体11中的天然气在曝气组件5的作用下无法匀速的输送至第二筒体21中的导气套筒24中，第一筒体11中脱水框架14内部的分子筛能够对天然气进行初步脱水处理，当第一筒体11中的天然气压力增大至能够推动增压封板55朝着排气封板52进行移动时，增压封板55上的密封块56与密封板58上的进气孔59分离，天然气通过密封板58上的进气孔59，增压封板55上的导气孔57和排气封板52上的排气孔53输送至第二筒体21的内部，无需消耗电能的曝气组件5能够加快装置对天然气的脱水效率，使得脱水效率提高，由排气孔53排出的气体压力能够带动第二叶轮45进行转动，第二叶轮45带转动轴43和同轴的第一叶轮44转动，转动轴43转动时能够带动发电机42的转轴做功发电，从而能够为装置内的电磁闸阀提供所需的能量节能环保，第一叶轮44在脱水套筒39的内部拨动分子筛移动，第二筒体21内的天然气由第二导气封板23输送至第三筒体31内的脱水套筒39中，脱水套筒39中的分子筛能够对天然气进行二次脱水，脱水完成后的天然气可以由第二排气管33排出，若是脱水不足，则天然气经过第三排气管35输送至导气管37中，由导气管37输送至第二进气管28中，第二进气管28将天然气输送至导气套筒24与第二筒体21之间的空腔内，再次经过分子筛的脱水处理，由第一排气管25排出装置，完成脱水。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.天然气脱水装置，其特征在于，包括初滤进气组件(1)、循环组件(2)、过滤排气组件(3)、驱动组件(4)和增压组件(5)，所述初滤进气组件(1)设置在循环组件(2)的一端，所述循环组件(2)远离初滤进气组件(1)的一端设置有过滤排气组件(3)，所述过滤排气组件(3)远离循环组件(2)的一端设置有驱动组件(4)，所述增压组件(5)设置在循环组件(2)的内部；
所述初滤进气组件(1)由第一筒体(11)、第一进气管(12)、第一闸阀(13)、脱水框架(14)、第一多孔导气板(15)和第一导气封板(16)组成，所述第一筒体(11)远离循环组件(2)一端的顶部固定连通有第一进气管(12)，所述第一进气管(12)远离第一筒体(11)的一端设置有第一闸阀(13)，所述第一筒体(11)的内部等间距设置有若干个脱水框架(14),若干个所述脱水框架(14)的内部均填充有分子筛，若干个所述脱水框架(14)的外壁均与第一筒体(11)的内筒壁固定连接，若干个所述脱水框架(14)的两侧均固定连接有第一多孔导气板(15)，所述第一筒体(11)远离第一进气管(12)一端的内筒壁上固定连接有第一导气封板(16)；
所述循环组件(2)由第二筒体(21)、第一连接法兰(22)、第二导气封板(23)、导气套筒(24)、第一排气管(25)、第二闸阀(26)和第二进气管(28)组成，所述第二筒体(21)通过第一连接法兰(22)与第一筒体(11)固定连通，所述第二筒体(21)内部远离第一筒体(11)一端的内筒壁上固定连接有第二导气封板(23)，所述第二导气封板(23)靠近第一导气封板(16)一侧的板壁上固定连通有导气套筒(24)，所述导气套筒(24)远离第二导气封板(23)一端的内部与第一导气封板(16)固定连通，所述导气套筒(24)与第二筒体(21)之间填充有分子筛，所述第二筒体(21)的顶部固定连通有第一排气管(25)，所述第一排气管(25)远离第二筒体(21)的一端设置有第二闸阀(26)，所述第二筒体(21)的底部固定连通有第二进气管(28)；
所述过滤排气组件(3)由第三筒体(31)、第二连接法兰(32)、第二排气管(33)、第三闸阀(34)、第三排气管(35)、第四闸阀(36)、导气管(37)、支撑板(38)、脱水套筒(39)和第三多孔导气板(310)组成，所述第三筒体(31)通过第二连接法兰(32)与第二筒体(21)固定连通，所述第三筒体(31)的顶部固定连通有第二排气管(33),所述第二排气管(33)远离第三筒体(31)的一端设置有第三闸阀(34)，所述第三筒体(31)的底部固定连通有第三排气管(35)，所述第三排气管(35)远离第三筒体(31)的一端固定连通有导气管(37)，所述导气管(37)与第三排气管(35)之间设置有第四闸阀(36)，所述导气管(37)远离第三排气管(35)的一端与第二进气管(28)固定连通，所述第三筒体(31)靠近第二筒体(21)一端的内筒壁上固定连接有支撑板(38)，所述支撑板(38)远离第二筒体(21)一端的板壁上固定连接有脱水套筒(39)，所述脱水套筒(39)两端的内筒壁上均固定连接有第三多孔导气板(310)，所述脱水套筒(39)的内部填充有分子筛；
所述增压组件(5)由增压套筒(51)、排气封板(52)、排气孔(53)、弹力弹簧(54)、增压封板(55)、密封块(56)、导气孔(57)、密封板(58)和进气孔(59)组成，所述增压套筒(51)与第二筒体(21)的内筒壁固定连接，所述增压套筒(51)内部远离第一筒体(11)一端的内筒壁上固定连接有排气封板(52)，所述排气封板(52)的板壁上贯穿开设有排气孔(53)，所述排气封板(52)靠近第一筒体(11)一侧的板壁上固定连接有弹力弹簧(54)，所述弹力弹簧(54)的另一端固定连接有增压封板(55)，所述增压封板(55)远离弹力弹簧(54)一侧的板壁上固定连接有密封块(56)，所述增压封板(55)的板壁上环绕密封块(56)开设有若干个等间距的导气孔(57)，所述增压封板(55)远离弹力弹簧(54)的一侧设置有密封板(58),所述密封板(58)的板壁上贯穿开设有进气孔(59)，所述进气孔(59)与密封块(56)相匹配设置。
2.根据权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述驱动组件(4)由固定机架(41)、发电机(42)、转动轴(43)和第二叶轮(45)组成，所述发电机(42)通过固定机架(41)固定连接在第三筒体(31)远离第二筒体(21)一端的外壁上，所述发电机(42)的轴壁上通过联轴器固定连接有转动轴(43)，所述转动轴(43)远离发电机(42)的一端穿过第三筒体(31)，所述转动轴(43)与第三筒体(31)转动连接，所述转动轴(43)延伸至第三筒体(31)内部的一端依次穿过两个第三多孔导气板(310)并延伸至第二筒体(21)的内部，所述转动轴(43)延伸至第二筒体(21)内部的一端固定连接有第二叶轮(45)。
3.根据权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述第一排气管(25)靠近第二筒体(21)一端的内管壁上固定连接有第二多孔导气板(27)，所述第二多孔导气板(27)板壁上导气通孔的直径小于分子筛的直径。
4.根据权利要求1所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述第二进气管(28)远离第二筒体(21)的一端设置有单向阀(29)。
5.根据权利要求2所述的天然气脱水装置，其特征在于，所述转动轴(43)位于两个第三多孔导气板(310)之间的轴壁上固定连接有第一叶轮(44)。
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