CN113731128B - 一种高效率的天然气脱水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效率的天然气脱水处理装置及方法，包括脱除塔和脱水罐，脱除塔底部一侧连接有进气管，脱除塔出气端通过输气件连接脱水罐进气口；脱水罐内壁上设有若干个通孔，脱水罐外壁和内壁之间设有夹层，用于放置吸附剂；脱水罐内腔设有驱动筒，驱动筒外壁连接有导流螺旋片，脱水罐顶部设有驱动件，用于带动驱动筒转动，脱水罐底部连接有排水管，驱动筒内腔设有固定筒，固定筒底部连接有引风件，固定筒顶部延伸出脱水罐顶部连接出气管；本发明根据现有需求进行设计，脱除塔和脱水罐的配合使用，能高效去除天然气中水分，脱除塔能对待脱水的天然气进行预处理，便于后续天然气脱水处理工作的进行。

Description

一种高效率的天然气脱水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及天然气技术领域，具体是一种高效率的天然气脱水处理装置及方法。

背景技术

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。因此，油田伴生气或气井中生产出来的天然气，含有过多的水分，需要进行脱水处理，除去天然气中的水，避免天然气中水分的存造成严重的后果，或形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备。

现有专利公告号为CN 110923027 B公开的天然气脱水装置中，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。

但上述装置主要采用连续的吸附进行脱水，而吸附剂经常需要再生，吸附过程持续进行时，脱水效率较低，不利于天然气持续的脱水处理，需要进行改进。针对以上问题，提出一种高效率的天然气脱水处理装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率的天然气脱水处理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效率的天然气脱水处理装置，包括脱除塔和脱水罐，所述脱除塔底部一侧连接有进气管，所述脱除塔出气端通过输气件连接脱水罐进气口；

所述脱水罐内壁上设有若干个通孔，所述脱水罐外壁和内壁之间设有夹层，用于放置吸附剂；

所述脱水罐内腔设有驱动筒，所述驱动筒外壁连接有导流螺旋片，所述脱水罐顶部设有驱动件，用于带动驱动筒转动，所述脱水罐底部连接有排水管；

所述驱动筒内腔设有固定筒，所述固定筒底部连接有引风件，所述固定筒顶部延伸出脱水罐顶部连接出气管。

优选的，所述固定筒外壁与驱动筒内壁转动配合，所述固定筒外壁和内壁之间设有用于放置冷凝管的冷凝腔，所述固定筒顶部连接有两组分别与冷凝腔进液端和出液端连接的对接管。

优选的，所述脱水罐顶部连接有用于稳定固定筒顶部位置的固定架，所述固定筒顶部拆卸连接出气管。

优选的，所述引风件包括连接在固定筒底部且不与驱动筒接触的进风罩，所述进风罩底部连接两组支撑柱，所述支撑柱远离进风罩一端连接脱水罐内腔底部，所述固定筒靠近进风罩一端外壁连接有支撑环，所述支撑环顶部与驱动筒底部转动配合。

优选的，所述脱水罐内腔底部设有分液板，所述分液板为圆台形，且分液板上设有若干漏水孔，所述支撑柱穿过分液板上的穿孔连接脱水罐内腔底部。

优选的，所述驱动件包括设置在脱水罐顶部的电机，所述脱水罐通过螺栓固定有用于安装电机的电机架，所述电机动力输出端连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮啮合从动锥齿轮，所述从动锥齿轮连接在驱动筒顶部延伸出脱水罐的外壁上；所述脱水罐顶板上安装有用于驱动筒稳定转动的转动座。

优选的，所述脱水罐侧壁顶端连接有反冲管，所述脱水罐侧壁底端连接有排料管，所述反冲管和排料管均与夹层连通。

优选的，所述脱除塔内腔底部设有滤网，所述进气管出气端位于滤网底部，所述滤网顶部依次安装有两组吸附层；所述脱除塔顶部安装有第一管口，所述脱除塔底部安装有第二管口。

优选的，所述输气件包括第一输气管、阀门和第二输气管，所述第一输气管连接在脱除塔顶部出气端处，所述第二输气管连接在脱水罐顶部进气端处，所述阀门安装在第一输气管和第二输气管之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中通过设置脱水罐，能高效去除天然气中水分，天然气能在脱水罐内腔呈螺旋形向下运动，使天然气在旋转过程中产生离心力，将密度较大的液滴甩向脱水罐内壁，同时部分天然气和水会经过脱水罐内壁进入夹层，夹层内的吸附剂能对水分进行吸附，提高脱水效率；

本发明中天然气在进入分液板处时，能因圆台形的收缩结构向进风罩处运动靠拢，会形成内旋气流在固定筒内运动，同时受冷凝腔的影响，残留的水会凝结在固定筒内壁下落，提高天然气脱水效果；

本发明中通过设置脱除塔，能对待脱水的天然气进行预处理，吸附部分水，同时对天然气中大颗粒杂质进行滤除，防止大颗粒颗粒在后续流动中影响除水或是撞击损坏其他部件，便于后续天然气脱水处理工作的进行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中固定架设置处的结构示意图。

图3为本发明中脱水罐内部的结构示意图。

图4为本发明中驱动筒与固定筒的拆分结构示意图。

图5为本发明中脱水罐的剖视结构示意图。

图6为本发明中脱除塔内部的结构示意图。

图中：11、进气管；12、脱除塔；13、第一输气管；14、阀门；15、第二输气管；16、脱水罐；17、反冲管；18、排料管；19、出气管；20、夹层；21、分液板；22、驱动筒；23、导流螺旋片；24、从动锥齿轮；25、主动锥齿轮；26、电机；27、固定筒；28、固定架；29、对接管；30、支撑环；31、进风罩；32、支撑柱；33、冷凝腔；34、转动座；35、排水管；36、吸附层；37、滤网；38、第一管口；39、第二管口。

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。

请参阅图1-6，本发明实施例中，一种高效率的天然气脱水处理装置，包括脱除塔12和脱水罐16，所述脱除塔12底部一侧连接有进气管11，所述脱除塔12出气端通过输气件连接脱水罐16进气口；待脱水的天然气能从进气管11通入脱除塔12中进行预处理；

所述脱水罐16内壁上设有若干个通孔，所述脱水罐16外壁和内壁之间设有夹层20，用于放置吸附剂；吸附剂可为氧化铝、硅胶或分子筛等用于对水分进行吸附的材料；

所述脱水罐16内腔设有驱动筒22，所述驱动筒22外壁连接有导流螺旋片23，所述脱水罐16顶部设有驱动件，用于带动驱动筒22转动，所述脱水罐16底部连接有排水管35；

所述驱动筒22内腔设有固定筒27，所述固定筒27底部连接有引风件，所述固定筒27顶部延伸出脱水罐16顶部连接出气管19；引风件能将进入脱水罐16内腔底部的风引入固定筒27内，之后能从出气管19排出；

所述固定筒27外壁与驱动筒22内壁转动配合，驱动件带动驱动筒22转动时，固定筒27能稳定不动；所述固定筒27外壁和内壁之间设有用于放置冷凝管的冷凝腔33，所述固定筒27顶部连接有两组分别与冷凝腔33进液端和出液端连接的对接管29；能将对接管29通过管道连接冷源供应设备，例如冷水机和冷风机等，将冷凝管内通入冷源，能使通过固定筒27内腔气体中的部分水凝结在固定筒27内壁，同时冷凝腔33内的低温部分也会传导至驱动筒22，使驱动筒22外壁也能凝结部分水或是对驱动筒22进行降温处理。

所述脱水罐16顶部连接有用于稳定固定筒27顶部位置的固定架28，所述固定筒27顶部拆卸连接出气管19；固定架28对固定筒27位置进行固定，使驱动筒22转动时不会带动固定筒27转动，保证固定筒27的顺利排气，出气管19能连接外部管道，将脱水后的天然气输送至下一加工点进行加工处理。

所述引风件包括连接在固定筒27底部且不与驱动筒22接触的进风罩31，所述进风罩31底部连接两组支撑柱32，所述支撑柱32远离进风罩31一端连接脱水罐16内腔底部，所述固定筒27靠近进风罩31一端外壁连接有支撑环30，所述支撑环30顶部与驱动筒22底部转动配合；支撑柱32对进风罩31支撑的同时，能配合固定架28对固定筒27进行稳定支撑，支撑环30能对驱动筒22进行支撑，保证驱动筒22的稳定转动。

所述脱水罐16内腔底部设有分液板21，所述分液板21为圆台形，且分液板21上设有若干漏水孔，所述支撑柱32穿过分液板21上的穿孔连接脱水罐16内腔底部；脱水罐16内腔的水会通过分液板21上漏水孔进入排水管35，从而将水排出；

进入脱水罐16内腔且受驱动筒22和导流螺旋片23作用的天然气，会呈螺旋形向下，形成外旋流向分液板21运动，分液板21圆台形的设计，使旋转下降的天然气在到达分液板21时，因圆台形的收缩结构而向进风罩31中心靠拢，根据“旋转距”不变原理，其切向速度不断提高，当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从进风罩31中部由下反转向上，继续做螺旋形运动，在固定筒27内形成内旋气流。

所述驱动件包括设置在脱水罐16顶部的电机26，所述脱水罐16通过螺栓固定有用于安装电机26的电机架，所述电机26动力输出端连接有主动锥齿轮25，所述主动锥齿轮25啮合从动锥齿轮24，所述从动锥齿轮24连接在驱动筒22顶部延伸出脱水罐16的外壁上；所述脱水罐16顶板上安装有用于驱动筒22稳定转动的转动座34；

驱动件工作时，电机26带动主动锥齿轮25转动，从而带动从动锥齿轮24转动，驱动筒22带动导流螺旋片23进行转动，对进入脱水罐16的天然气流向进行导引。

所述脱水罐16侧壁顶端连接有反冲管17，所述脱水罐16侧壁底端连接有排料管18，所述反冲管17和排料管18均与夹层20连通；反冲管17能通入液体对夹层20内的吸附剂进行再生处理，之后废液能从排料管18排出。

所述脱除塔12内腔底部设有滤网37，所述进气管11出气端位于滤网37底部，所述滤网37顶部依次安装有两组吸附层36；所述脱除塔12顶部安装有第一管口38，所述脱除塔12底部安装有第二管口39；滤网37能对大颗粒杂质进行滤除，吸附层36内填充吸附剂，能对部分水和杂质进行吸附，对待脱水的天然气进行预处理，对天然气中大颗粒杂质进行滤除，防止大颗粒颗粒在后续流动中影响除水或是撞击损坏其他部件，便于后续天然气脱水处理工作的进行；通过第一管口38通入液体能对脱除塔12内部进行清理或进行再生处理，之后废液能从第二管口39排出。

所述输气件包括第一输气管13、阀门14和第二输气管15，所述第一输气管13连接在脱除塔12顶部出气端处，所述第二输气管15连接在脱水罐16顶部进气端处，所述阀门14安装在第一输气管13和第二输气管15之间；脱除塔12内预处理的天然气能从第一输气管13待脱水的天然气从、阀门14和第二输气管15通入脱水罐16内。

本发明的工作原理是：在使用该一种高效率的天然气脱水处理装置时，进气管11通入脱除塔12中，滤网37对大颗粒杂质进行滤除，之后天然气经过滤网37被吸附部分水和杂质；

脱除塔12中的天然气通过第一输气管13、阀门14和第二输气管15进入脱水罐16内，电机26工作能带动主动锥齿轮25转动，从而带动与主动锥齿轮25啮合的从动锥齿轮24转动，使驱动筒22带动导流螺旋片23转动，进入脱水罐16内的天然气随导流螺旋片23的导流形成外旋流，呈螺旋形向靠近分液板21运动，天然气在旋转的过程中产生离心力，将密度较大的液滴甩向脱水罐16内壁，液滴沿脱水罐16内壁下落进入脱水罐16内腔底部，部分天然气和液滴进入夹层20内，夹层20内的吸附剂也会对水进行吸附；

天然气运动至脱水罐16内腔底部后，水会从排水管35排出，同时受圆台形分液板21的作用，天然气进风罩31处运动，且会形成内旋气流在固定筒27内运动，同时受冷凝腔33的影响，残留的水会凝结在固定筒27内壁下落，天然气从出气管19排出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (10)

1.一种高效率的天然气脱水处理装置，包括脱除塔(12)和脱水罐(16)，所述脱除塔(12)底部一侧连接有进气管(11)，所述脱除塔(12)出气端通过输气件连接脱水罐(16)进气口；

其特征在于：所述脱水罐(16)内壁上设有若干个通孔，所述脱水罐(16)外壁和内壁之间设有夹层(20)，用于放置吸附剂；

所述脱水罐(16)内腔设有驱动筒(22)，所述驱动筒(22)外壁连接有导流螺旋片(23)，所述脱水罐(16)顶部设有驱动件，用于带动驱动筒(22)转动，所述脱水罐(16)底部连接有排水管(35)；

所述驱动筒(22)内腔设有固定筒(27)，所述固定筒(27)底部连接有引风件，所述固定筒(27)顶部延伸出脱水罐(16)顶部连接出气管(19)。

2.根据权利要求1所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述固定筒(27)外壁与驱动筒(22)内壁转动配合，所述固定筒(27)外壁和内壁之间设有用于放置冷凝管的冷凝腔(33)，所述固定筒(27)顶部连接有两组分别与冷凝腔(33)进液端和出液端连接的对接管(29)。

3.根据权利要求2所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述脱水罐(16)顶部连接有用于稳定固定筒(27)顶部位置的固定架(28)，所述固定筒(27)顶部拆卸连接出气管(19)。

4.根据权利要求3所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述引风件包括连接在固定筒(27)底部且不与驱动筒(22)接触的进风罩(31)，所述进风罩(31)底部连接两组支撑柱(32)，所述支撑柱(32)远离进风罩(31)一端连接脱水罐(16)内腔底部，所述固定筒(27)靠近进风罩(31)一端外壁连接有支撑环(30)，所述支撑环(30)顶部与驱动筒(22)底部转动配合。

5.根据权利要求4所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述脱水罐(16)内腔底部设有分液板(21)，所述分液板(21)为圆台形，且分液板(21)上设有若干漏水孔，所述支撑柱(32)穿过分液板(21)上的穿孔连接脱水罐(16)内腔底部。

6.根据权利要求5所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述驱动件包括设置在脱水罐(16)顶部的电机(26)，所述脱水罐(16)通过螺栓固定有用于安装电机(26)的电机架，所述电机(26)动力输出端连接有主动锥齿轮(25)，所述主动锥齿轮(25)啮合从动锥齿轮(24)，所述从动锥齿轮(24)连接在驱动筒(22)顶部延伸出脱水罐(16)的外壁上；所述脱水罐(16)顶板上安装有用于驱动筒(22)稳定转动的转动座(34)。

7.根据权利要求1所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述脱水罐(16)侧壁顶端连接有反冲管(17)，所述脱水罐(16)侧壁底端连接有排料管(18)，所述反冲管(17)和排料管(18)均与夹层(20)连通。

8.根据权利要求1所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述脱除塔(12)内腔底部设有滤网(37)，所述进气管(11)出气端位于滤网(37)底部，所述滤网(37)顶部依次安装有两组吸附层(36)；

所述脱除塔(12)顶部安装有第一管口(38)，所述脱除塔(12)底部安装有第二管口(39)。

9.根据权利要求1所述的一种高效率的天然气脱水处理装置，其特征在于：所述输气件包括第一输气管(13)、阀门(14)和第二输气管(15)，所述第一输气管(13)连接在脱除塔(12)顶部出气端处，所述第二输气管(15)连接在脱水罐(16)顶部进气端处，所述阀门(14)安装在第一输气管(13)和第二输气管(15)之间。

10.一种权利要求6所述的高效率的天然气脱水处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、待脱水的天然气从进气管(11)通入脱除塔(12)中，滤网(37)对大颗粒杂质进行滤除，之后天然气经过滤网(37)被吸附部分水和杂质；

步骤二、脱除塔(12)中的天然气通过第一输气管(13)、阀门(14)和第二输气管(15)进入脱水罐(16)内，电机(26)工作能带动主动锥齿轮(25)转动，从而带动与主动锥齿轮(25)啮合的从动锥齿轮(24)转动，使驱动筒(22)带动导流螺旋片(23)转动，进入脱水罐(16)内的天然气随导流螺旋片(23)的导流形成外旋流，呈螺旋形向靠近分液板(21)运动，天然气在旋转的过程中产生离心力，将密度较大的液滴甩向脱水罐(16)内壁，液滴沿脱水罐(16)内壁下落进入脱水罐(16)内腔底部，部分天然气和液滴进入夹层(20)内，夹层(20)内的吸附剂也会对水进行吸附；

步骤三、天然气运动至脱水罐(16)内腔底部后，水会从排水管(35)排出，同时受圆台形分液板(21)的作用，天然气进风罩(31)处运动，且会形成内旋气流在固定筒(27)内运动，同时受冷凝腔(33)的影响，残留的水会凝结在固定筒(27)内壁下落，天然气从出气管(19)排出。

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