CN205062014U - 天然气脱水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种天然气脱水系统，包括：天然气脱水装置，其包括至少两个吸附塔，所述吸附塔中设置有干燥剂；每一个吸附塔的两端均联通有：脱水管路，其一端与待脱水天然气进口联通，其另一端与脱水完成天然气出口联通；再生管路，其为封闭式循环管路，且从吸附塔的顶端至底端依次串联有冷却器、气液分离器、天然气压缩机、和加热器；阀门，其控制所述吸附塔选择性地与所述脱水管路和再生管路其中之一连接。本实用新型通过工艺管路的特殊设计，通过阀门控制再生工艺流程，可同时实现开式和闭式再生，实现零排放，特别是可以适应进气压力的大范围波动，当进气压力在使用压力的20％～200％范围波动时，天然气脱水系统可正常工作。

Description

天然气脱水系统

技术领域

本实用新型涉及天然气脱水系统。更具体地说，本实用新型涉及一种适应宽压力范围的天然气脱水系统。

背景技术

目前，国内天然气汽车加气站使用的天然气脱水装置，其主流技术是吸附剂的再生采用等压零排放技术，这种技术采用小型无油润滑压缩机作为再生的循环动力源，特点是压缩机排量随着压力的变化而变化，压力低时压缩机排量也降低，当管道压力低于设计压力很多时，压缩机排量很小，无法完成再生，而目前我国情况是冬天采暖季很多加气站管道压力低于设计压力很多，致使天然气干燥器无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，本实用新型的一个目的是提供的了安全、可靠、维修方便、可以适应宽压力范围的天然气脱水系统。

为此，本实用新型提供了一种天然气脱水系统，包括：

天然气脱水装置，其包括至少两个吸附塔，所述吸附塔中设置有干燥剂；

每一个吸附塔的两端均联通有：

脱水管路，其一端与待脱水天然气进口联通，其另一端与脱水完成天然气出口联通；

再生管路，其为封闭式循环管路，且从吸附塔的顶端至底端依次串联有冷却器、气液分离器、天然气压缩机、和加热器；

阀门，其控制所述吸附塔选择性地与所述脱水管路和再生管路其中之一连接。

优选的是，其中，所述至少两个吸附塔为A吸附塔和B吸附塔，其中，在同一时间段内，A吸附塔对天然气进行脱水从而干燥剂吸水，而B吸附塔对吸水饱和的干燥剂进行脱水再生。

优选的是，其中，所述脱水管路和再生管路中有部分共用管路。以节约成本，节省管道设计。

优选的是，其中，还包括：

前置过滤器，其设置在所述脱水管路上，所述前置过滤器的上端与待脱水天然气进口连通，以过滤从天然气进口流入吸附塔的天然气，所述前置过滤器的下端与前置过滤器的排污总管连通；

后置过滤器，其设置在所述脱水管路上，所述后置过滤器的上端与脱水完成天然气出口连通，以过滤从吸附塔流出的天然气，所述后置过滤器的下端与后置过滤器的排污总管连通。

优选的是，其中，所述阀门包括：

第一阀门，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机的出口端与加热器的入口端之间；

第二阀门，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机的出口端与前置过滤器的上端之间；

第三阀门，其设置在所述再生管路上，且位于加热器的入口端与后置过滤器的上端之间；

其中，在所述第一阀门打开，所述第二阀门和所述第三阀门关闭时，所述再生管路为封闭式循环管路。

所述第一阀门关闭、第二阀门和第三阀门打开时，所述再生管路为开放式循环管路，再生用的天然气经过加热、对其中一个吸附塔的干燥剂进行脱附后，经冷却、分离进入另一个吸附塔的顶端。

优选的是，其中，所述阀门还包括：

第一止回阀，其设置在所述再生管路上，且位于后置过滤器的上端和加热器的入口端之间；

第二止回阀，其设置在所述再生管路上，且位于前置过滤器的上端和天然气压缩机的出口端之间。

所述第一阀门关闭、第二阀门和第三阀门打开时，所述再生管路为开放式循环管路，打开第一止回阀和第二止回阀，再生用的天然气从加热器进入其中一个吸附塔的底端，进行干燥剂的脱水处理，气液分离后的天然气经天然气压缩机进入另一个吸附塔的顶端。优选的是，其中，所述阀门还包括：

A吸附塔的脱水进气阀，其设置在所述脱水管路上，且与前置过滤器的上端连接，所述A吸附塔的脱水进气阀的出口管道与A吸附塔的顶端联通；

B吸附塔的脱水进气阀，其设置在所述脱水管路上，且与所述前置过滤器的上端出口连接，所述B吸附塔的脱水进气阀与所述A吸附塔的脱水进气阀并联设置，所述B吸附塔的脱水进气阀的出口管道与B吸附塔的顶端联通；

A吸附塔的脱水出气阀，其设置在所述脱水管路上，且位于A吸附塔的底端出口管道与B吸附塔的底端出口管道之间；

B吸附塔的脱水出气阀，其设置在所述脱水管路上，且与所述A吸附塔的脱水出气阀并联设置在A吸附塔的底端出口管道和B吸附塔的底端出口管道之间。

优选的是，其中，所述阀门还包括：

A吸附塔的再生进气阀，其设置在所述再生管路上，所述A吸附塔的再生进气阀与所述A吸附塔的底端连接，且与所述加热器的出口端连接；

B吸附塔的再生进气阀，其设置在所述再生管路上，B吸附塔的再生进气阀与所述B吸附塔的底端连接，且与所述加热器的出口端连接。

A吸附塔的再生出气阀，其设置在所述再生管路上，且位于A吸附塔的顶端与B吸附塔的顶端之间；

B吸附塔的再生出气阀，其设置在所述再生管路上，且与所述A吸附塔的再生出气阀串联连接，所述A吸附塔的再生出气阀与所述B吸附塔的再生出气阀之间用管道连接冷却器的管程进口。

优选的是，其中，还包括：

回流阀，其分别与所述天然气压缩机的入口端和出口端连接，以调节所述天然气压缩机的流量。压力高时可以通过回流阀的开度控制压缩机的排量。

优选的是，其中，还包括：

储液罐，其与所述气液分离器连通，以使得经气液分离器分离后的液体储存在所述储液罐中。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型提供的天然气脱水系统可以适应实际压力为设计压力的20％～200％的压力波动范围。

2、本实用新型提供的天然气脱水系统可形成闭式再生管路，在管道压力低时，根据理想气体状态方程，体积不变的情况下，压力与温度成正比，温度越高，压力越大，从而实现干燥剂的再生。

3、本实用新型提供的天然气脱水系统可实现再生过程的等压零排放，减少浪费和环境污染。

4、本实用新型提供的天然气脱水系统可以实现7*24小时不间断连续再生。

附图说明

图1为本实用新型所述的其中一个实施例中天然气脱水系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述的另一个实施例中天然气脱水系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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。

如图1所示，本实用新型提供的天然气脱水系统包括：

天然气脱水装置，其包括至少两个吸附塔，所述吸附塔中设置有干燥剂；

每一个吸附塔的两端均联通有：

脱水管路，其一端与待脱水天然气进口联通，其另一端与脱水完成天然气出口联通；

再生管路，其为封闭式循环管路，且从吸附塔的顶端至底端依次串联有冷却器1、气液分离器2、天然气压缩机3、和加热器4；

阀门，其控制所述吸附塔选择性地与所述脱水管路和再生管路其中之一连接。

在其中一个实施例中，所述至少两个吸附塔为A吸附塔和B吸附塔，其中，在同一时间段内，A吸附塔对天然气进行脱水从而干燥剂吸水，而B吸附塔对吸水饱和的干燥剂进行脱水再生。并且为了节约成本，节省管道设计，所述脱水管路和再生管路中有部分共用管路。

其中，在所述脱水管路上设置有前置过滤器5和后置过滤器6：

所述前置过滤器5的上端与待脱水天然气进口连通，以过滤从天然气进口流入吸附塔的天然气，所述前置过滤器5的下端与前置过滤器的排污总管连通；

所述后置过滤器6的上端与脱水完成天然气出口连通，以过滤从吸附塔流出的天然气，所述后置过滤器6的下端与后置过滤器的排污总管连通。

所述阀门包括第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第一止回阀10、第二止回阀11、A吸附塔的脱水进气阀12、B吸附塔的脱水进气阀13、A吸附塔的脱水出气阀14、B吸附塔的脱水出气阀15、A吸附塔的再生进气阀16、B吸附塔的再生进气阀17、A吸附塔的再生出气阀18、B吸附塔的再生出气阀19，各个阀门的具体连接方式为：

第一阀门7，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机3的出口端与加热器4的入口端之间；

第二阀门8，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机3的出口端与前置过滤器5的上端之间；

第三阀门9，其设置在所述再生管路上，且位于加热器4的入口端与后置过滤器6的上端之间；

其中，在所述第一阀门7打开，所述第二阀门8和所述第三阀门9关闭时，所述再生管路为封闭式循环管路。

第一止回阀10，其设置在所述再生管路上，且位于后置过滤器的上端和加热器的入口端之间；

第二止回阀11，其设置在所述再生管路上，且位于前置过滤器的上端和天然气压缩机的出口端之间。

A吸附塔的脱水进气阀12，其设置在所述脱水管路上，且与前置过滤器5的上端连接，所述A吸附塔的脱水进气阀12的出口管道与A吸附塔的顶端联通；

B吸附塔的脱水进气阀13，其设置在所述脱水管路上，且与所述前置过滤器5的上端出口连接，所述B吸附塔的脱水进气阀13与所述A吸附塔的脱水进气阀12并联设置，所述B吸附塔的脱水进气阀13的出口管道与B吸附塔的顶端联通；

A吸附塔的脱水出气阀14，其设置在所述脱水管路上，且位于A吸附塔的底端出口管道与B吸附塔的底端出口管道之间；

B吸附塔的脱水出气阀15，其设置在所述脱水管路上，且与所述A吸附塔的脱水出气阀14并联设置在A吸附塔的底端出口管道和B吸附塔的底端出口管道之间。

A吸附塔的再生进气阀16，其设置在所述再生管路上，所述A吸附塔的再生进气阀16与所述A吸附塔的底端连接，且与所述加热器的出口端连接；

B吸附塔的再生进气阀17，其设置在所述再生管路上，B吸附塔的再生进气阀17与所述B吸附塔的底端连接，且与所述加热器4的出口端连接。

A吸附塔的再生出气阀18，其设置在所述再生管路上，且位于A吸附塔的顶端与B吸附塔的顶端之间；

B吸附塔的再生出气阀19，其设置在所述再生管路上，且与所述A吸附塔的再生出气阀18串联连接，所述A吸附塔的再生出气阀18与所述B吸附塔的再生出气阀之间19用管道连接冷却器的管程进口。

其中，为了控制天然气压缩机的排量，在天然气压缩机3的入口端和出口端连接设置回流阀20，所述，以调节所述天然气压缩机3的流量。压力高时可以通过回流阀的开度控制压缩机的排量。

其中，还包括：储液罐21，其与所述气液分离器2连通，以使得经气液分离器分离后的液体储存在所述储液罐中。

本实用新型在再生管路上设置了第一阀门、第二阀门和第三阀门，可同时实现封闭式管路的循环再生方式和开放式管路循环再生方式，以脱水装置中包括A吸附塔和B吸附塔，且对B吸附塔中的干燥剂进行再生为例，具体包括以下两种方式：

1、封闭式循环管路再生：如图1所示，关闭第二阀门8、第三阀门9、B吸附塔的脱水进气阀13、B吸附塔的脱水出气阀15、A吸附塔的再生进气阀16、A吸附塔的再生出气阀18，开启第一阀门7、B吸附塔的再生进气阀17、B吸附塔的再生出气阀19，天然气的流向及再生工艺流程如图1中的黑粗线所示，此时再生使用的天然气处于一个密闭的空间，当加热器4对天然气进行加热时，根据理想气体状态方程，封闭系统中的压力升高，天然气压缩机的排量随着压力的升高而增大，逐渐接近然后达到天然气压缩机的排量，进而完成再生：

在所述封闭式再生过程中，天然气压缩机将天然气带到加热器，加热后的天然气从B吸附塔的底端进入B吸附塔，B吸附塔中干燥剂的水分遇热蒸发，随着天然气一起进入冷却器和气液分离器，水蒸气冷凝变成水存储在气液分离器下端的储液罐中，然后天然气进入天然气压缩机进行下一次循环再生。

2、开放式循环管路再生：如图2所示，关闭第一阀门7、水进气阀13、B吸附塔的脱水出气阀15、A吸附塔的再生进气阀16、A吸附塔的再生出气阀18，开启第二阀门8、第三阀门9、B吸附塔的再生进气阀17、B吸附塔的再生出气阀19，天然气的走向及再生的工艺流程如图2中的黑粗线所示，此时再生用天然气在一个开放的环境中，经后置过滤器与天然气压缩机相连，当加热器对天然气进行加热时，再生气体的压力变化极小，接近于不变化，等于设计压力，压缩机的排量等于设计排量，可以正常完成再生：

再生用的天然气经过第一止回阀10，进入加热器4，加热后的天然气从B吸附塔的底端进入B吸附塔，B吸附塔中干燥剂的水分遇热蒸发，随着天然气一起进入冷却器和气液分离器，水蒸气冷凝变成水存储在气液分离器下端的储液罐中，然后天然气进入天然气压缩机，天然气经天然气压缩机压缩后，经过第二止回阀进入A吸附塔的顶端。

尽管本实用新型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实用新型的领域。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，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种天然气脱水系统，其特征在于，包括：

天然气脱水装置，其包括至少两个吸附塔，所述吸附塔中设置有干燥剂；

每一个吸附塔的两端均联通有：

脱水管路，其一端与待脱水天然气进口联通，其另一端与脱水完成天然气出口联通；

再生管路，其为封闭式循环管路，且从吸附塔的顶端至底端依次串联有冷却器、气液分离器、天然气压缩机、和加热器；

阀门，其控制所述吸附塔选择性地与所述脱水管路和再生管路其中之一连接。

2.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述至少两个吸附塔为A吸附塔和B吸附塔，其中，在同一时间段内，A吸附塔对天然气进行脱水从而干燥剂吸水，而B吸附塔对吸水饱和的干燥剂进行脱水再生。

3.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述脱水管路和再生管路中有部分共用管路。

4.如权利要求1或2所述的天然气脱水系统，其特征在于，还包括：

前置过滤器，其设置在所述脱水管路上，所述前置过滤器的上端与待脱水天然气进口连通，以过滤从天然气进口流入吸附塔的天然气，所述前置过滤器的下端与前置过滤器的排污总管连通；

后置过滤器，其设置在所述脱水管路上，所述后置过滤器的上端与脱水完成天然气出口连通，以过滤从吸附塔流出的天然气，所述后置过滤器的下端与后置过滤器的排污总管连通。

5.如权利要求4所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述阀门包括：

第一阀门，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机的出口端与加热器的入口端之间；

第二阀门，其设置在所述再生管路上，且位于天然气压缩机的出口端与前置过滤器的上端之间；

第三阀门，其设置在所述再生管路上，且位于加热器的入口端与后置过滤器的上端之间；

其中，在所述第一阀门打开，所述第二阀门和所述第三阀门关闭时，所述再生管路为封闭式循环管路。

6.如权利要求5所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述阀门还包括：

第一止回阀，其设置在所述再生管路上，且位于后置过滤器的上端和加热器的入口端之间；

第二止回阀，其设置在所述再生管路上，且位于前置过滤器的上端和天然气压缩机的出口端之间。

7.如权利要求6所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述阀门还包括：

A吸附塔的脱水进气阀，其设置在所述脱水管路上，且与前置过滤器的上端连接，所述A吸附塔的脱水进气阀的出口管道与A吸附塔的顶端联通；

B吸附塔的脱水进气阀，其设置在所述脱水管路上，且与所述前置过滤器的上端出口连接，所述B吸附塔的脱水进气阀与所述A吸附塔的脱水进气阀并联设置，所述B吸附塔的脱水进气阀的出口管道与B吸附塔的顶端联通；

A吸附塔的脱水出气阀，其设置在所述脱水管路上，且位于A吸附塔的底端出口管道与B吸附塔的底端出口管道之间；

B吸附塔的脱水出气阀，其设置在所述脱水管路上，且与所述A吸附塔的脱水出气阀并联设置在A吸附塔的底端出口管道和B吸附塔的底端出口管道之间。

8.如权利要求7所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述阀门还包括：

A吸附塔的再生进气阀，其设置在所述再生管路上，所述A吸附塔的再生进气阀与所述A吸附塔的底端连接，且与所述加热器的出口端连接；

B吸附塔的再生进气阀，其设置在所述再生管路上，B吸附塔的再生进气阀与所述B吸附塔的底端连接，且与所述加热器的出口端连接。

A吸附塔的再生出气阀，其设置在所述再生管路上，且位于A吸附塔的顶端与B吸附塔的顶端之间；

B吸附塔的再生出气阀，其设置在所述再生管路上，且与所述A吸附塔的再生出气阀串联连接，所述A吸附塔的再生出气阀与所述B吸附塔的再生出气阀之间用管道连接冷却器的管程进口。

9.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，还包括：

回流阀，其分别与所述天然气压缩机的入口端和出口端连接，以调节所述天然气压缩机的流量。

10.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，还包括：

储液罐，其与所述气液分离器连通，以使得经气液分离器分离后的液体储存在所述储液罐中。