CN203425696U

CN203425696U - 一种液化天然气气雾去除装置

Info

Publication number: CN203425696U
Application number: CN201320488677.5U
Authority: CN
Inventors: 徐文东; 张辉; 许欢欢
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-08-09

Abstract

本实用新型公开了一种液化天然气气雾去除装置。该装置由多块丝网块在距离空温式气化器0.5m～0.9m围成水平截面封闭的外周结构，高度为3～9m；每个丝网块由三层丝网间隔固定在框架上，三层丝网的网格采用矩形网孔，其中第二层丝网在第一层丝网外侧，距离第一层丝网0.05m～0.09m，第二层丝网的网格与第一层丝网的网格斜交错排列；第三层丝网在第二层丝网外侧，距离第二层丝网0.01m～0.05m，第三层丝网的网格结构与第一层和二层丝网的网格均交错排列；所述丝网为金属材质，丝网上涂布WPA4308型涂料。本实用新型除雾效率高，且应用本实用新型装置不用外加动力设备，大大降低了LNG气化站除雾的成本。

Description

一种液化天然气气雾去除装置

技术领域

本实用新型涉及液化天然气除雾技术领域，具体涉及一种液化天然气气雾去除装置。

背景技术

发展低碳经济的时代背景下，天然气备受推崇，正逐渐成为未来世界一次能源的顶梁柱。天然气的主要成份为CH₄，燃烧产物为CO₂和水，属于清洁能源和低碳燃料，天然气几乎不含硫、粉尘和其它有害物质，天然气在燃烧时排放的CO₂是燃煤的57％，燃油的71％，NO_X的排放量比燃煤和油分别减少80％和72％，而且基本上不含硫，是一种理想的清洁燃料。液化天然气（LNG）是由低污染天然气经过脱酸、脱水处理，通过低温工艺冷冻液化而制成的低温(－162℃)液体混和物。在LNG接收站，需将低温LNG通过气化器气化至常温后，输送到下游天然气管网，方可使用。

‐162℃的LNG在气化的过程中，形成低温场，当成核中心形成后，形成大量的雾，造成冷雾污染，破坏生态环境。为了防止冷雾污染，各种防雾措施应运而生。目前将LNG冷能用于发电、空分、空调、橡胶粉碎、制冰等项目，一方面提升LNG冷能利用后的温度，减弱LNG周围的冷场，达到除雾的目的，另一方面合理的利用LNG冷能，创造经济效益。然而，当LNG冷能装置发生跑冒滴漏故障时，必须重新经过空温式气化器气化，过程中产生大量冷雾。

中国科学院和北京航空航天大学等机构的研究人员利用光学显微镜和电子显微镜对蜘蛛网进行了观察，结果发现可凝结露珠的蜘蛛丝具有独特的结构：由两根纤维形成的“主干”上根部着许多由纳米级纤维构成的纺锤状微小凸起，当空气中的水分凝结到蜘蛛丝表面后，会在这些微小凸起地方汇集形成大滴的露珠。仿照蜘蛛丝这种独特的结构，研究人员利用尼龙纤维等材料制造出了类似的“吸水蜘蛛丝”。实验显示，把这种新型材料置于雾气中，空气中的水分能在这种材料表面凝结成水珠。研究人员认为，该新型材料有望将来用于从空气中获取水分，以及工业过滤等用途。但这种“吸水蜘蛛丝”尚处于研究阶段，还未实现产业化。

目前，已经有将丝网用于化工生产中，例如去除蒸馏塔中的雾沫。丝网除雾技术不用添加动力设备，大大节省了投资成本和运行成本，但是为达到高效除雾的目的，人们不得不增加丝网的厚度，相对比较笨重；且目前特种涂料丝网应用于LNG气化站除冷雾尚未见披露。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液化天然气气化器除雾效果好、成本低的一种液化天然气气雾去除装置。

本实用新型采用三维立体结构丝网架构，三维立体化丝网由三层丝网交错形成，并涂覆防雾涂料，将其放置在LNG空温式气化器周围的低温冷场内，破坏此区域的气液动态平衡。

本实用新型目的通过以下技术方案来实现：

一种一种液化天然气气雾去除装置，由多块丝网块在距离空温式气化器0.5～0.9m围成水平截面封闭的外周结构，高度为3～9m；每个丝网块由三层丝网间隔固定在框架上，三层丝网的网格采用矩形网孔，网孔大小为0.003～0.004×0.005～0.006m，其中第二层丝网在第一层丝网外侧，距离第一层丝网0.05～0.09m，第二层丝网的网格与第一层丝网的网格斜交错排列；第三层丝网在第二层丝网外侧，距离第二层丝网0.01～0.05m，第三层丝网的网格结构与第一层和二层丝网的网格均交错排列；所述丝网金属材质，丝网的丝直径为0.00015～0.00025m，丝网上涂布WPA4308型涂料。

为进一步实现本实用新型目的，所述丝网块的长度优选为2～4m。所述丝网优选采用不锈钢304材质。所述丝网上涂料的涂布率优选为3～6m²/L。所述所述外周结构的水平截面优选为矩形或正方形。所述斜交错排列是指两层网格之间形成30～60的角度，进一步优选为两层网格之间形成45的角度。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型将同时具有亲水基团和憎水基团的涂料涂覆在三维立体交错的丝网上，且置于气化器外的成雾区，恰好在饱和水蒸气即将凝结的区域，且三层网格位于达到成雾的最小极端湿度之前，为饱和水汽提供了成核中心，除雾丝网采用三维立体交错的排布方式，不仅提供成核中心，增加水汽流的紊乱度，破坏动态相平衡，促进水汽凝结成小水滴；在丝网、涂料及水滴重力三重作用下，达到除雾的目的。

（2）本实用新型将含有亲水基团-NH₂和-OH的硅氧烷聚合体涂料涂覆在三维立体丝网上，亲水基团-NH₂和-OH促进水汽吸附在涂料表面，并依靠自身重力，使水滴迅速滴下来，从而提高了除雾效率，同时减轻除雾设备的厚度。

（3）本实用新型丝网涂覆具有亲水基团和憎水基团的涂料，在达到同样效果的前提下，大大减轻除雾墙的体积和重量，节约了固定投资的成本。

（4）本实用新型整个除雾工艺是采用物理除雾，设备投资成本低廉、不用外加动力设备。

附图说明

图1为一种液化天然气气雾去除装置的丝网块的第一层丝网结构示意图。

图2为一种液化天然气气雾去除装置的丝网块的第二、三层丝网组合结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

LNG气化站在气化的过程中，携带着大量的冷能，导致周围的环境温度下降，产生小雾滴，弥漫在空气中，使得周围环境的能见度急剧下降，降低环境的温度，造成冷污染，影响周边正常的生产和生活。LNG从储罐进入空温式气化器，与空温式气化器周围的空气进行换热；空温式气化器不断的向周边辐射冷量，形成了低温场，为冷雾形成提供了前提条件；低温冷场位于气化器周围0.5～1m范围内。本实用新型针对LNG气化规模为20000～100000Nm³/天。本实用新型在低温场内距离空温式气化器0.5～0.9m放置一种液化天然气气雾去除装置，减少冷雾的形成。如图1、2所示；一种一种液化天然气气雾去除装置，由多块丝网块在距离空温式气化器0.5～0.9m围成水平截面封闭的外周结构（也就是将空温式气化器包围，但是不封顶，第一层丝网距离空温式气化器的距离为0.5～0.9m），高度为3～9m；每个丝网块由三层丝网间隔固定在框架上，三层丝网的网格采用矩形网孔，网孔大小为0.003～0.004×0.005～0.006m，其中第二层丝网在第一层丝网外侧，距离第一层丝网0.05m～0.09m，第二层丝网的网格与第一层丝网的网格斜交错排列；第三层网在第二层丝网外侧，距离第二层网距离0.01m～0.05m，第三层丝网的网格结构与第一层和二层丝网的网格均交错排列；每个丝网块长度优选为2～4m；所述丝网采用不锈钢304材质，丝网的丝直径大小范围是0.00015～0.00025m，丝网上涂布WPA4308型涂料（广州慧谷化学有限公司），该涂料结构式的主链为硅氧烷结构单元，亲水基团‐NH₂和‐OH为支链，应用该涂料，在疏水基团和亲水基团的双重作用下，使水气凝结并迅速滴落下来。丝网上涂料的涂布率为3～6m²/L，涂布率是指在单位体积涂料覆盖丝网的面积。

将液化天然气气雾去除装置包围在空温式气化器的外周时；当LNG空温式气化器辐射的冷流向外蔓延，空气中的水汽触到第一层丝网，第一层丝网破坏了成雾区的动态相平衡，使饱和水汽凝结，丝网上涂覆含有亲水性基团‐NH₂和‐OH的涂料，促进水吸附在丝网表面；是网上涂料的结构主体中含有硅氧烷结构单元，具有憎水性，在水滴自身重力和硅氧烷结构的双重作用下，吸附角θ>90°，使水滴从丝网脱落；第二层网扰乱经过第一层丝网未凝结水汽的动态平衡，继续形成水滴除去；经过前两层丝网未凝结的水汽继续向外蔓延，第三层网扰乱经过第一、二层网未凝结水汽的气液平衡，重复第一、二层网的水滴形成过程，气雾形成水滴被除去。

制备时，可将第一层丝网与第三层丝网之间的距离设置为0.1m，除雾丝网内侧（第一层网）距离LNG空温式气化器为0.5～0.9m且第二层丝网距离第一层丝网0.05～0.09m，三维立体化丝网由三层丝网交错形成，丝网涂布率为3～6m²/L；逐渐移动整个丝网除雾器从距离空温式气化器0.5m到0.9m，整体而言，丝网之间的距离、丝网与气化器之间的距离及涂料的涂布率在上述各自的变化范围内变化时，去水率可达到70～95%。

实施例1

本实施例一种液化天然气气雾去除装置用于采用空温式气化器的气化站，其站内能见度10m以内，针对LNG气化规模为96000Nm³/天（在20000～100000Nm³/天气化规模测试结果基本相同），温度范围为‐162～‐160℃，压力范围为0.3～0.5MPa，气化器型号为VQLNG‐4000/16C5，丝网采用不锈钢304材质，丝网的丝直径大小范围是0.0002m。丝网块的高度为3m；丝网除雾器中丝网上涂料的涂布率为3m²/L；逐渐移动整个丝网除雾器从距离空温式气化器0.5m到0.9m，分别计算去水率；去水率=（测量前湿度‐测量后湿度）/测量前湿度×100%；测量前湿度和测量后湿度通过Elitech LT‐2数字温湿度计测量。在第一层丝网到气化器的不同距离（0.5m到0.9m，见表1），分别调整第二层丝网和第一层第三层之间的距离，距离从0.01～0.09m（其中，0.01m代表除雾器内侧第1层与第2层间的距离，0.09m代表第2层与第3层间的距离）到0.09～0.01m分别调节，计算去水率；结果见下表1。

表1

表1中，A为除雾丝网器距离空温式气化器的距离，以内层第一层为准，单位为m；B为去水率；C为第1、2层和第2、3层之间的距离，例如，0.07‐0.03表示第1、2层的距离为0.07m，第2、3层的距离为0.03m。

实施例2

本实施例一种液化天然气气雾去除装置用于采用空温式气化器的气化站，其站内能见度10m以内，针对LNG气化规模为96000Nm³/天，温度范围为‐162～‐160℃，压力范围为0.3～0.5MPa，气化器型号为VQLNG‐4000/16C5，丝网采用不锈钢304材质，丝网的丝直径大小范围是0.00015m。丝网块的高度为6m；丝网除雾器中丝网上涂料的涂布率为4m²/L；逐渐移动整个丝网除雾器从距离空温式气化器0.5m到0.9m，分别计算去水率；去水率=（测量前湿度‐测量后湿度）/测量前湿度×100%；测量前湿度和测量后湿度通过Elitech LT‐2数字温湿度计测量。在第一层丝网到气化器的不同距离（0.5m到0.9m，见表2），分别调整第二层丝网和第一层第三层之间的距离，距离从0.01～0.09m（其中，0.01m代表除雾器内侧第1层与第2层间的距离，0.09m代表第2层与第3层间的距离）到0.09～0.01m分别调节，计算去水率；结果见下表2。

表2

实施例3

本实施例一种液化天然气气雾去除装置用于采用空温式气化器的气化站，其站内能见度10m以内，针对LNG气化规模为96000Nm³/天，温度范围为‐162～‐160℃，压力范围为0.3～0.5MPa，气化器型号为VQLNG‐4000/16C5，丝网采用不锈钢304材质，丝网的丝直径大小范围是0.00015m。丝网块的高度为5m；丝网除雾器中丝网上涂料的涂布率为5m²/L；逐渐移动整个丝网除雾器从距离空温式气化器0.5m到0.9m，分别计算去水率；去水率=（测量前湿度‐测量后湿度）/测量前湿度×100%；测量前湿度和测量后湿度通过Elitech LT‐2数字温湿度计测量。在第一层丝网到气化器的不同距离（0.5m到0.9m，见表3），分别调整第二层丝网和第一层第三层之间的距离，距离从0.01～0.09m（其中，0.01m代表除雾器内侧第1层与第2层间的距离，0.09m代表第2层与第3层间的距离）到0.09～0.01m分别调节，计算去水率；结果见下表3。

表3

实施例4

本实施例一种液化天然气气雾去除装置用于采用空温式气化器的气化站，其站内能见度10m以内，针对LNG气化规模为96000Nm³/天，温度范围为‐162～‐160℃，压力范围为0.3～0.5MPa，气化器型号为VQLNG‐4000/16C5，丝网采用不锈钢304材质，丝网的丝直径大小范围是0.00015m。丝网块的高度为9m；丝网除雾器中丝网上涂料的涂布率为6m²/L；逐渐移动整个丝网除雾器从距离空温式气化器0.5m到0.9m，分别计算去水率；去水率=（测量前湿度‐测量后湿度）/测量前湿度×100%；测量前湿度和测量后湿度通过Elitech LT‐2数字温湿度计测量。在第一层丝网到气化器的不同距离（0.5m到0.9m，见表4），分别调整第二层丝网和第一层第三层之间的距离，距离从0.01～0.09m（其中，0.01m代表除雾器内侧第1层与第2层间的距离，0.09m代表第2层与第3层间的距离）到0.09～0.01m分别调节，计算去水率；结果见下表4。

表4

由表1‐4可见，一种液化天然气气雾去除装置于采用空温式气化器的气化站时，本实用新型方法去水率（水汽的去除率）都在70%以上，水汽的去除率最高达95%，说明水汽绝大部分已经形成水滴被除去，除雾效果非常好，本实用新型整个除雾装置结构简单，投资成本低，操作方便。

Claims

1.一种液化天然气气雾去除装置，其特征在于：该装置由多块丝网块在距离空温式气化器0.5～0.9m围成水平截面封闭的外周结构，外周结构的高度为3～9m；每个丝网块由三层丝网间隔固定在框架上，三层丝网的网格采用矩形网孔，网孔大小为0.003～0.004×0.005～0.006m，其中第二层丝网在第一层丝网外侧，距离第一层丝网0.05～0.09m，第二层丝网的网格与第一层丝网的网格斜交错排列；第三层网在第二层丝网外侧，距离第二层丝网0.01～0.05m，第三层丝网的网格结构与第一层和二层丝网的网格均交错排列；所述丝网为金属材质，丝网的丝直径为0.00015～0.00025m，丝网上涂布WPA4308型涂料。

2.根据权利要求1所述的液化天然气气雾去除装置，其特征在于：所述丝网块的长度为2～4m。

3.根据权利要求1所述的液化天然气气雾去除装置，其特征在于：所述丝网采用不锈钢304材质。

4.根据权利要求1所述的液化天然气气雾去除装置，其特征在于：所述丝网上涂料的涂布率为3～6m²/L。

5.根据权利要求1所述的液化天然气气雾去除装置，其特征在于：所述外周结构的水平截面为矩形或正方形。

6.根据权利要求1所述的液化天然气气雾去除装置，其特征在于：所述斜交错排列是指两层网格之间形成30～60的角度。