CN112940816A - 气体脱水处理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开公开了一种气体脱水处理的方法和装置，属于气体分离技术领域。方法包括：采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，使气体中携带有甲醇；对气体进行降温处理，使气体中的水分从气态变为液态；对气体进行气液分离，得到完成脱水的气体。本公开通过先采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，在气体中通过甲醇挥发和液滴夹带均匀掺入甲醇，再对气体进行降温处理，气体中的水分由于温度降低至露点温度以下进行凝结，同时气体中掺入的甲醇作为水合物抑制剂，起到防冻的作用，抑制气体中的水分凝固，气体中的水分在综合作用下从气态变为液态，不会冻住堵住管路，最后对气体进行气液分离，即可实现脱水。

Description

气体脱水处理的方法和装置
技术领域
本公开涉及气体分离技术领域，特别涉及一种气体脱水处理的方法和装置。
背景技术
天然气或气田水闪蒸汽中常含有高于露点温度的气体水。当气体的温度下降至露点温度时，气态水凝结成液态水，易造成气体输送管路冻堵和腐蚀加剧、气体处理设备损坏等问题。通常要在气体的集输站设置脱水处理装置，去除气体中的水分。
在相关技术中，如果采用冷冻法进行脱水，则气体中的水冻住会堵住管路，脱水效果有限，而且管路冻住之后需要消耗能源解冻，实现成本较高。
发明内容
本公开实施例提供了一种气体脱水处理的方法和装置，可以有效提高脱水效率，降低脱水成本。所述技术方案如下：
第一方面，本公开实施例提供了一种气体脱水处理的方法，所述方法包括：
采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，使所述气体中携带有甲醇；
对所述气体进行降温处理，使所述气体中的水分从气态变为液态；
对所述气体进行气液分离，得到完成脱水的气体。
可选地，所述方法还包括：
收集气液分离产生的废液，所述废液为所述液态甲醇和由所述气体脱离的水分混合而成的甲醇溶液；
在采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中之前，采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入所述甲醇溶液中，使所述气体中携带有甲醇。
第二方面，本公开实施例提供了一种气体脱水处理的装置，所述装置适用于第一方面提供的方法，所述装置包括：
洗涤罐，所述洗涤罐的底部设有进气口，所述洗涤罐的顶部设有出气口，所述洗涤罐内盛有液态甲醇；
冷凝器，所述冷凝器上设有进气口，所述冷凝器的底部设有出气口，所述冷凝器的进气口与所述洗涤罐的出气口连通；
气液分离器，所述气液分离器的顶部设有进气口和出气口，所述气液分离器设置在所述冷凝器的下方，所述气液分离器的进气口与所述冷凝器的出气口连通。
可选地，所述气液分离器的底部设有出液口；
所述装置还包括溶液泵和汽提罐，所述溶液泵上设有进液口和出液口，所述汽提罐的底部设有进液口和进气口，所述汽提罐的顶部设有出气口；
所述溶液泵的进液口与所述气液分离器的出液口连通，所述溶液泵的出液口与所述汽提罐的进液口连通；
所述汽提罐的出气口与所述洗涤罐的进气口连通。
进一步地，所述汽提罐的进气口设有U型管，所述U型管两端的高度差大于所述汽提罐内废液的高度。
进一步地，所述装置还包括第一扰流部件，所述第一扰流部件设置在所述汽提罐内。
可选地，所述装置还包括第二扰流部件，所述第二扰流部件设置在所述洗涤罐内。
可选地，所述装置还包括加热装置，所述加热装置套设在所述洗涤罐外。
可选地，所述洗涤罐的进气口设置在所述洗涤罐的底部。
可选地，所述洗涤罐的进气口设置在所述洗涤罐的顶部，所述洗涤罐的进气口内固定有延伸至所述洗涤罐的底部的导管。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过先采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，液态甲醇通过液滴夹带的方式掺入到气体中，同时液态甲醇通过挥发成气态的方式混入气体中，使得气体中均匀掺入甲醇。再对气体进行降温处理，气体中的水分由于温度降低至露点温度以下进行凝结，同时气体中均匀掺入的甲醇作为水合物抑制剂，可以起到防冻的作用，有效抑制气体中的水分凝固，使得气体中的水分在综合作用下从气态变为液态，携带在气体中，不会冻住堵住管路。最后对气体进行气液分离，即可得到脱水之后的气体，脱水效率高，脱水成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种气体脱水处理的方法的流程图；
图2是本公开实施例提供的一种气体脱水处理的装置的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的洗涤罐的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
本公开实施例提供了一种气体脱水处理的方法。图1为本公开实施例提供的一种气体脱水处理的方法的流程图。参见图1，该方法包括：
步骤101：采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，使气体中携带有甲醇。
步骤102：对气体进行降温处理，使气体中的水分从气态变为液态。
步骤103：对气体进行气液分离，得到完成脱水的气体。
本公开实施例通过先采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，液态甲醇通过液滴夹带的方式掺入到气体中，同时液态甲醇通过挥发成气态的方式混入气体中，使得气体中均匀掺入甲醇。再对气体进行降温处理，气体中的水分由于温度降低至露点温度以下进行凝结，同时气体中均匀掺入的甲醇作为水合物抑制剂，可以起到防冻的作用，有效抑制气体中的水分凝固，使得气体中的水分在综合作用下从气态变为液态，携带在气体中，不会冻住堵住管路。最后对气体进行气液分离，即可得到脱水之后的气体，脱水效率高，脱水成本低。
可选地，该方法还可以包括：
收集气液分离产生的废液，废液为液态甲醇和由气体脱离的水分混合而成的甲醇溶液；
在采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中之前，采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入甲醇溶液中，使气体中携带有甲醇。
通过将气液分离产生的甲醇溶液进行收集，并将含有水分的气体先注入甲醇溶液中，可以使气体在注入液态甲醇之前已经携带有部分甲醇，既能对脱水产生的废液进行有效利用，减少环境污染，还能大幅减少液态甲醇的使用量，实现大部分甲醇的循环利用，降低成本。而且气体中含有的一般是饱和水，甲醇溶液中的水分不会增加气体中的水分。
本公开实施例提供了一种气体脱水处理的装置，该装置适用于图1所示的气体脱水处理的方法。图2为本公开实施例提供的一种气体脱水处理的装置的结构示意图。参见图2，该装置包括：
洗涤罐10，洗涤罐10的底部设有进气口11，洗涤罐10的顶部设有出气口12，洗涤罐10内盛有液态甲醇；
冷凝器20，冷凝器20上设有进气口21，冷凝器20的底部设有出气口22，冷凝器20的进气口21与洗涤罐10的出气口12连通；
气液分离器30，气液分离器30的顶部设有进气口31和出气口32，气液分离器30设置在冷凝器20的下方，气液分离器30的进气口31与冷凝器20的出气口22连通。
本公开实施例通过在洗涤罐的底部设置进气口，洗涤罐的顶部设置出气口，并在洗涤罐内盛放液态甲醇，使得含有水分的气体可以采用鼓泡的方式注入洗涤罐内，可以在气体中均匀掺入甲醇。同时冷凝器上设有与洗涤罐连通的进气口，可以对掺有甲醇的气体进行降温处理，气体中的水分由于温度降低至露点温度以下进行凝结，同时气体中均匀掺入的甲醇作为水合物抑制剂，可以起到防冻的作用，有效抑制气体中的水分凝固，使得气体中的水分在综合作用下从气态变为液态，携带在气体中，不会冻住堵住管路。加上设置在冷凝器下方的气液分离器与冷凝器连通，可以将气体中变为液态的水分和甲醇从气体中分离，得到脱水之后的气体，脱水效率高，脱水成本低。
可选地，如图2所示，气液分离器30的底部设有出液口33，以将气液分离产生的废液排出。
相应地，该装置还可以包括溶液泵40和汽提罐50，溶液泵40上设有进液口41和出液口42，汽提罐50的底部设有进液口51和进气口52，汽提罐50的顶部设有出气口53。
溶液泵40的进液口41与气液分离器30的出液口33连通，溶液泵40的出液口42与汽提罐50的进液口51连通。
汽提罐50的出气口53与洗涤罐10的进气口11连通。
通过增设溶液泵和汽提罐，溶液泵分别与气液分离器和汽提罐连通，可以将气液分离产生的废液注入汽提罐内，废液为脱离气体的水分和液态甲醇混合而成的甲醇溶液，同时汽提罐设置在含有水分的气体和洗涤罐之间，可以在含有水分的气体进入洗涤罐之前，先以鼓泡的方式注入汽提罐内的甲醇溶液中，携带有部分甲醇，这样既能对脱水产生的废液进行有效利用，减少环境污染，还能大幅减少液态甲醇的使用量，实现大部分甲醇的循环利用，降低成本。而且气体中含有的一般是饱和水，甲醇溶液中的水分不会增加气体中的水分。另外，整个过程仅需少量电能和甲醇消耗即可完成气体的脱水干燥，也不产生固体或气体废物，特别适用于流量小且间隙产生的气田水闪蒸汽中饱和水的脱水处理。
进一步地，如图2所示，汽提罐50的进气口52可以设有U型管53，U型管53两端的高度差大于汽提罐50内废液的高度。
在实际应用中，含有水分的气体一般具有几十千帕(如50kPa)的压力，远大于汽提罐内甲醇溶液的压力，因此一般不存在倒流的问题。这里通过增设高度差大于汽提罐内废液高度的U型管注入含有水分的气体，可以确保不会出现倒流的情况。
可选地，汽提罐50的进气口52也可以设有单向阀，以避免出现倒流的情况。
相应地，当该装置不包括溶液泵40和汽提罐50时，洗涤罐10的进气口11可以设有U型管或者单向阀，以避免出现倒流的情况。
进一步地，如图2所示，该装置还可以包括第一扰流部件61，第一扰流部件61设置在汽提罐50内。
通过在汽提罐内设置第一扰流部件，有利于注入的气体与甲醇溶液充分接触，在气体中均匀掺入甲醇。
在实际应用中，第一扰流部件可以为扰流板、丝网、开孔平板和疏松填充的填料中的一种。
可选地，如图2所示，该装置还可以包括第二扰流部件62，第二扰流部件62设置在洗涤罐10内。
通过在洗涤罐内设置第二扰流部件，有利于注入的气体与液态甲醇充分接触，在气体中均匀掺入甲醇。
在实际应用中，第二扰流部件可以为扰流板、丝网、开孔平板和疏松填充的填料中的一种。
可选地，如图2所示，该装置还可以包括加热装置70，加热装置70套设在洗涤罐10外。
通过在洗涤罐外增设加热装置，可以提高洗涤罐的温度，有利于洗涤罐内的液态甲醇挥发掺入含有水分的气体中。
在实际应用中，加热装置70可以为伴热带、加热管和制冷装置的散热部件中的一种。
在本实施例的一种实现方式中，洗涤罐10的进气口11可以设置在洗涤罐10的底部。
直接将洗涤罐的进气口设置在洗涤罐的底部，有利于含有水分的气体采用鼓泡的方式注入液态甲醇中。同时含有水分的气体一般具有几十千帕(如50kPa)的压力，远大于洗涤罐内液态甲醇的压力，因此一般不存在倒流的问题。
图3本公开实施例提供的洗涤罐的结构示意图。参见图3，在本实施例的另一种实现方式中，洗涤罐10的进气口11可以设置在洗涤罐10的顶部，洗涤罐10的进气口11内固定有延伸至洗涤罐10的底部的导管13。
通过将洗涤罐的进气口设置在洗涤罐的顶部，与设置在洗涤罐的底部相比，可以确保不会出现倒流的情况；同时洗涤罐的进气口内固定有延伸至底部的导管，有利于含有水分的气体采用鼓泡的方式注入液态甲醇中。
在实际应用中，冷凝器20可以为换热器，如管壳式换热器或者板翅式换热器。
可选地，如图2所示，洗涤罐10的顶部可以设有进液口14，以方便补充洗涤罐内的液态甲醇。进一步地，进液口14可以与甲醇的自动补充装置或者手动补充装置连通。更进一步地，洗涤罐10内可以设有液位计，以便及时了解洗涤罐内液态甲醇的量，在液态甲醇不足时进行及时补充。
可选地，如图2所示，汽提罐50的底部可以设有排液口54，以便在汽提罐内的甲醇溶液较多时进行排放。进一步地，汽提罐50内可以设有液位计，以便及时了解汽提罐内甲醇溶液的量，在甲醇溶液较多时进行及时排放。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体脱水处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中，使所述气体中携带有甲醇；
对所述气体进行降温处理，使所述气体中的水分从气态变为液态；
对所述气体进行气液分离，得到完成脱水的气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
收集气液分离产生的废液，所述废液为所述液态甲醇和由所述气体脱离的水分混合而成的甲醇溶液；
在采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入液态甲醇中之前，采用鼓泡的方式将含有水分的气体注入所述甲醇溶液中，使所述气体中携带有甲醇。
3.一种气体脱水处理的装置，其特征在于，所述装置适用于权利要求1或2所述的方法，所述装置包括：
洗涤罐(10)，所述洗涤罐(10)的底部设有进气口(11)，所述洗涤罐(10)的顶部设有出气口(12)，所述洗涤罐(10)内盛有液态甲醇；
冷凝器(20)，所述冷凝器(20)上设有进气口(21)，所述冷凝器(20)的底部设有出气口(22)，所述冷凝器(20)的进气口(21)与所述洗涤罐(10)的出气口(12)连通；
气液分离器(30)，所述气液分离器(30)的顶部设有进气口(31)和出气口(32)，所述气液分离器(30)设置在所述冷凝器(20)的下方，所述气液分离器(30)的进气口(31)与所述冷凝器(20)的出气口(22)连通。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气液分离器(30)的底部设有出液口(33)；
所述装置还包括溶液泵(40)和汽提罐(50)，所述溶液泵(40)上设有进液口(41)和出液口(42)，所述汽提罐(50)的底部设有进液口(51)和进气口(52)，所述汽提罐(50)的顶部设有出气口(53)；
所述溶液泵(40)的进液口(41)与所述气液分离器(30)的出液口(33)连通，所述溶液泵(40)的出液口(42)与所述汽提罐(50)的进液口(51)连通；
所述汽提罐(50)的出气口(53)与所述洗涤罐(10)的进气口(11)连通。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述汽提罐(50)的进气口(52)设有U型管(53)，所述U型管(53)两端的高度差大于所述汽提罐(50)内废液的高度。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一扰流部件(61)，所述第一扰流部件(61)设置在所述汽提罐(50)内。
7.根据权利要求3～6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二扰流部件(62)，所述第二扰流部件(62)设置在所述洗涤罐(10)内。
8.根据权利要求3～6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括加热装置(70)，所述加热装置(70)套设在所述洗涤罐(10)外。
9.根据权利要求3～6任一项所述的装置，其特征在于，所述洗涤罐(10)的进气口(11)设置在所述洗涤罐(10)的底部。
10.根据权利要求3～6任一项所述的装置，其特征在于，所述洗涤罐(10)的进气口(11)设置在所述洗涤罐(10)的顶部，所述洗涤罐(10)的进气口(11)内固定有延伸至所述洗涤罐(10)的底部的导管(13)。
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