CN209816051U - 一种天然气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天然气脱硫装置，包括橇装在橇座上的前置分离器、第一脱硫塔、第二脱硫塔和过滤器，所述前置分离器的输入端通过管道与天然气进口相连接，所述前置分离器的输出端通过管道分别与所述第一脱硫塔的输入端和第二脱硫塔的输入端相连接，所述第一脱硫塔和第二脱硫塔通过管道和球阀组件串联或并联设置对所述含硫天然气进行脱硫操作，所述第一脱硫塔的输出端和第二脱硫塔的输出端通过所述过滤器与下游的管线设备相连接。本申请的天然气脱硫装置采用双填料塔结构的工艺流程，通过管道和对应的球阀组件实现了双填料塔的串联或并联的切换，提高了脱硫效率并降低了脱硫成本。

Description

一种天然气脱硫装置

技术领域

本申请涉及天然气集输工艺化工工艺技术领域，特别涉及一种天然气脱硫装置。

背景技术

天然气是清洁、高效、经济的能源和化工原料，是石油和煤炭最好的替代能源，随着天然气工业的发展，其开发和利用越来越受到人们的重视。含硫天然气在集输储运过程中，对设备和管线会造成腐蚀，一旦泄露也会造成人身安全事故，天然气作为燃料燃烧时，其中的硫化物会被转换为硫氧化物排放到大气中，形成酸雨，大气污染，生态环境被破坏，因此，在集输储运过程中必须进行脱硫。

为了脱除天然气中的酸性气体，20世纪初就着手对脱硫工艺方法进行了研究，目前国内外报道的脱硫方法有近百种之多。在这些方法中，按其脱硫剂的不同，可分为固体脱硫法和液体脱硫法。其中，固体脱硫法是用固体物质的固定床作为酸气组分的反应区，固体脱硫法中，常用的脱硫剂有氧化铁(海绵铁)、活性炭、泡沸石和分子筛等，其中海绵铁法用的较多。由于他们吸附硫容量较低，一般只用于含低至中等浓度硫化氢或硫醇的气体，不适用于含酸气较高的工况。在实际应用中通常利用羟基氧化铁与硫化氢反应。将脱硫剂填充在脱硫塔里，含硫化氢的天然气从塔底经过，将硫化氢充分吸收，脱硫达标后的天然气从塔顶管线流出引致下游管线进行输送。

然而，在实际应用中通常使用单塔结构的填料塔，导硫化氢致吸附不充分，并且在更换脱硫剂时，必须停产更换填料或整塔更换，造成生产停产及很大的资源浪费。其次，现有的固体脱硫剂容易成粉末状态，容易跟随天然气气流进入下游管线和阀门设备造成堵塞或下游管线憋压，导致损坏设备并造成安全隐患，并且现有技术方案的自控程度较低，不能实现数据的远程传输控制，给生产运行造成诸多不便，此外，现有技术方案的一体化集成度较低，投产前的设备安装调试复杂，周期长，建设成本较高。

实用新型内容

本申请的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种天然气脱硫装置。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种天然气脱硫装置，包括橇装在橇座上的前置分离器1、第一脱硫塔2、第二脱硫塔3和过滤器4，所述前置分离器1的输入端通过管道与天然气进口 11相连接，所述前置分离器1的输出端通过管道分别与所述第一脱硫塔2的输入端和第二脱硫塔3的输入端相连接，所述第一脱硫塔2和第二脱硫塔3 通过管道和球阀组件10串联或并联设置对来自所述天然气进口11的含硫天然气进行脱硫操作，所述第一脱硫塔2的输出端和第二脱硫塔3的输出端通过所述过滤器4与下游的管线设备13相连接。

可选的，所述球阀组件10包括第一球阀101，在所述前置分离器1的侧壁上设有第一进气口17，所述第一球阀101的输入端通过管道与所述天然气进口11相连接，所述第一球阀101的输出端通过管道与所述第一进气口17相连接，在所述前置分离器1的顶部设有第一出气口18，所述第一出气口18通过管道分别与所述第一脱硫塔2的输入端和第二脱硫塔3的输入端相连接。

可选的，所述球阀组件10包括第二球阀102和第三球阀103，在所述第一脱硫塔2底部的侧壁上设有第二进气口21，在所述第二脱硫塔3底部的侧壁上设有第三进气口31，所述前置分离器1的输出端通过管道分别与所述第二球阀102的输入端和所述第三球阀103的输入端相连接，所述第二球阀102 的输出端通过管道与所述第二进气口21相连接，所述第三球阀103的输出端通过管道与所述第三进气口31相连接。

可选的，所述球阀组件10还包括第八球阀108和第九球阀109，在所述第一脱硫塔2的顶部设有第二出气口22，在所述第二脱硫塔3的顶部分别设有第三出气口32，所述过滤器4的输入端通过管道分别与所述第八球阀108 的输出端和第九球阀109的输出端相连接，所述第八球阀108的输入端通过管道与所述第二出气口22相连接，所述第九球阀109的输入端通过管道与所述第三出气口32相连接。

可选的，所述球阀组件10还包括第四球阀104、第五球阀105、第六球阀 106和第七球阀107，所述第四球阀104的输入端通过管道与所述第二出气口 22相连接，所述第四球阀104的输出端通过管道分别与所述第五球阀105的输出端、第六球阀106的输入端和第七球阀107的输入端相连接，所述第五球阀105的输入端通过管道与所述第三出气口32相连接，所述第六球阀106的输出端通过管道与所述第三进气口31相连接，所述第七球阀107的输出端通过管道与所述第二进气口21相连接。

可选的，所述球阀组件10包括第一淋水阀门1013和第二淋水阀门1014，所述第一淋水阀门1013的输入端和第二淋水阀门1014的输入端分别通过管道与给水管15相连接，所述第一淋水阀门1013的输出端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2顶部的第一反冲洗口24相连接，所述第二淋水阀门1014的输出端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3顶部的第二反冲洗口34相连接。

可选的，所述球阀组件10包括第十球阀1010、第十一球阀1011和第十二球阀1012，在所述过滤器4底部的侧壁和顶部的侧壁上分别设有第四进气口41和第四出气口42，所述第十球阀1010的输入端通过管道与分别与所述第一脱硫塔2的输出端和所述第二脱硫塔3的输出端相连接，所述第十球阀 1010的输出端通过管道与所述第四进气口41相连接，所述第十一球阀1011 的输入端和输出端分别与所述第四出气口42和所述管线设备13相连接，所述第十二球阀1012的输入端通过管道与所述第一脱硫塔2的输出端和所述第二脱硫塔3的输出端相连接，所述第十二球阀1012的输出端通过管道与管线设备13相连接。

可选的，还包括安全阀组件5，所述安全阀组件5的输入端分别与所述前置分离器1、第一脱硫塔2和第二脱硫塔3相连接，所述安全阀组件5的输出端与放空管线14相连接。

可选的，所述安全阀组件5包括第一安全阀51、第二安全阀52和第三安全阀53，所述第一安全阀51的输入端通过管道与设置在所述前置分离器1 顶部的第一出气口18相连接，所述第一安全阀51的输出端通过管道与所述放空管线14相连接，所述第二安全阀52的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2顶部的第一放空口25相连接，所述第二安全阀52的输出端通过管道与所述放空管线14相连接，所述第三安全阀53的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3顶部的第二放空口35相连接，所述第三安全阀53的输出端通过管道与所述放空管线14相连接。

可选的，还包括排污阀门组件16，所述排污阀门组件16的输入端分别与所述前置分离器1、第一脱硫塔2和第二脱硫塔3相连接，所述排污阀门组件16的输出端与排污总管12相连接。

可选的，所述排污阀门组件16包括第一排污阀161、第二排污阀162、第三排污阀163和第四排污阀164，所述第一排污阀161的输入端通过管道与设置在所述前置分离器1底部的第一排污口19相连接，所述第一排污阀161 的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第二排污阀162的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2底部的第二排污口23相连接，所述第二排污阀162的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第三排污阀163的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3底部的第三排污口33相连接，所述第三排污阀163的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第四排污阀164的输入端通过管道与设置在所述过滤器4底部的第四排污口 43相连接。

可选的，还包括液位控制连锁6、压力液位控制连锁7、流量计8和温度液位控制连锁9，在所述前置分离器1、第一脱硫塔2、第二脱硫塔3、过滤器4和/或所述天然气脱硫装置的管道上分别对应设置有所述液位控制连锁6、压力液位控制连锁7、流量计8和/或温度液位控制连锁9。

可选的，所述第一脱硫塔2包括塔体26、上封头27和填料模块29，所述塔体26的顶部为开口结构并通过连接部28与所述上封头27相连接，在所述塔体26的底部设有支撑圈30，所述填料模块29位于所述支撑圈30的上方并与所述塔体26构成可拆卸式连接配合。

可选的，所述填料模块29包括填料壁293，在所述填料壁293的内部设有由脱硫剂形成的填料层292，在所述填料壁293的侧壁上分布设置有多个卡块291，所述多个卡块291分别与设置在所述塔体26内壁上的多个卡槽271 滑动配合从而将所述填料模块29限位在所述塔体26内，并且在所述填料层 292靠近所述上封头27一端的端部设有用于更换所述填料模块29的吊环294；

所述第二脱硫塔3的结构与所述第一脱硫塔2的结构相同，因此在此不再赘述。

可选的，所述连接部28为可拆卸的法兰组件。

本申请的天然气脱硫装置采用双填料塔结构的工艺流程，通过管道和对应的球阀组件实现了双填料塔的串联或并联的切换，在含硫天然气的处理量较大的情况下采用两塔并联设置，在所述含硫天然气的含硫量较高或需要更换脱硫剂的情况下采用两塔串联设置，提高了脱硫效率并降低了脱硫成本，并且在更换脱硫剂时不必停产，可实现在线更换填料，同时，通过在两个脱硫塔的后端增加过滤器，能够去除两个脱硫塔中携带出的粉末化的脱硫剂，从而防止下游的管线设备出现堵塞并保护下游的管线设备。此外，通过一体化成橇设计，具有集成度高，安装使用方便、安装成本低以及建设周期短等优点。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的工艺管道流程图；

图3是本申请实施例的另一视角的整体结构示意图；

图4是本申请实施例的第一脱硫塔的整体结构示意图；

图5是本申请实施例的支撑圈的结构示意图；

图6是本申请实施例的第一脱硫塔的局部放大图；

图7是本申请实施例的填料模块的截面图。

附图标记

1-前置分离器，2-第一脱硫塔，3-第二脱硫塔，4-过滤器，5-安全阀组件， 6-液位控制连锁，7-压力液位控制连锁，8-流量计，9-温度液位控制连锁，10- 球阀组件，11-天然气进口，12-排污总管，13-管线设备，14-放空管线，15-给水管，16-排污阀门组件，17-第一进气口，18-第一出气口，19-第一排污口， 21-第二进气口，22-第二出气口，23-第二排污口，24-第一反冲洗口，25-第一放空口，26-塔体，27-上封头，271-卡槽，28-连接部，29-填料模块，291-卡块， 292-填料层，293-填料壁，294-吊环，30-支撑圈，31-第三进气口，32-第三出气口，33-第三排污口，34-第二反冲洗口，35-第二放空口，41-第四进气口， 42-第四出气口，43-第四排污口，51-第一安全阀，52-第二安全阀，53-第三安全阀，101-第一球阀，102-第二球阀，103-第三球阀，104-第四球阀，105-第五球阀，106-第六球阀，107-第七球阀，108-第八球阀，109-第九球阀，1010- 第十球阀，1011-第十一球阀，1012-第十二球阀，1013-第一淋水阀门，1014- 第二淋水阀门，161-第一排污阀，162-第二排污阀，163-第三排污阀，164-第四排污阀。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

本申请提供了一种天然气脱硫装置，如图1和图2所示，包括橇装在橇座上的前置分离器1、第一脱硫塔2、第二脱硫塔3和过滤器4，所述前置分离器1的输入端通过管道与天然气进口11相连接，用于将来自所述天然气进口11的含硫天然气输入所述前置分离器1内去除游离水，所述前置分离器1 的输出端通过管道分别与所述第一脱硫塔2的输入端和第二脱硫塔3的输入端相连接，所述第一脱硫塔2和第二脱硫塔3通过管道和球阀组件10串联或并联设置用于在不同情况下对所述含硫天然气进行脱硫操作，在所述含硫天然气的处理量较大的情况下采用两塔并联的方式进行脱硫操作，在所述含硫天然气的含硫量较高或需要更换脱硫剂的情况下采用两塔串联的方式进行脱硫操作，所述第一脱硫塔2的输出端和第二脱硫塔3的输出端通过所述过滤器4与下游的管线设备13相连接，用于将脱硫后的天然气过滤掉粉尘杂质后输入下游的管线设备13进行后续的处理。

本申请天然气脱硫装置采用双填料塔结构的工艺流程，通过管道和对应的球阀组件10实现了双填料塔的串联或并联的切换，在含硫天然气的处理量较大的情况下采用两塔并联设置，在所述含硫天然气的含硫量较高或需要更换脱硫剂的情况下采用两塔串联设置，提高了脱硫效率并降低了脱硫成本，并且在更换脱硫剂时不必停产，可实现在线更换填料，同时，通过在两个脱硫塔的后端增加过滤器4，能够去除两个脱硫塔中携带出的粉末化的脱硫剂，从而防止下游的管线设备13出现堵塞并保护下游的管线设备13，过滤后的出口天然气中的硫化氢的含量小于15mg/m³。此外，通过一体化成橇设计，具有集成度高，安装使用方便、安装成本低以及建设周期短等优点。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述球阀组件10包括第一球阀 101，在所述前置分离器1的侧壁上设有第一进气口17，所述第一球阀101的输入端通过管道与所述天然气进口11相连接，所述第一球阀101的输出端通过管道与所述第一进气口17相连接用于控制所述含硫天然气的通断，在所述前置分离器1的顶部设有第一出气口18，所述第一出气口18通过管道分别与所述第一脱硫塔2的输入端和第二脱硫塔3的输入端相连接用于将除去游离水后的所述含硫天然气输入所述第一脱硫塔2和第二脱硫塔3内。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述球阀组件10包括第二球阀 102、第三球阀103、第四球阀104、第五球阀105、第六球阀106、第七球阀 107、第八球阀108和第九球阀109，在所述第一脱硫塔2底部的侧壁上和顶部分别设有第二进气口21和第二出气口22，在所述第二脱硫塔3底部的侧壁上和顶部分别设有第三进气口31和第三出气口32，所述前置分离器1的输出端通过管道分别与所述第二球阀102的输入端和所述第三球阀103的输入端相连接，所述第二球阀102的输出端通过管道与所述第二进气口21相连接，所述第三球阀103的输出端通过管道与所述第三进气口31相连接，所述过滤器 4的输入端通过管道分别与所述第八球阀108的输出端和第九球阀109的输出端相连接，所述第八球阀108的输入端通过管道与所述第二出气口22相连接，所述第九球阀109的输入端通过管道与所述第三出气口32相连接，所述第四球阀104的输入端通过管道与所述第二出气口22相连接，所述第四球阀104 的输出端通过管道分别与所述第五球阀105的输出端、第六球阀106的输入端和第七球阀107的输入端相连接，所述第五球阀105的输入端通过管道与所述第三出气口32相连接，所述第六球阀106的输出端通过管道与所述第三进气口31相连接，所述第七球阀107的输出端通过管道与所述第二进气口21相连接。

本申请实施例采用两塔串联的方式进行脱硫操作时，所述含硫天然气从天然气进口11经管道进入本申请的天然气脱硫装置，所述第一球阀101打开使得含硫天然气进入所述前置分离器1内，所述含硫天然气经过所述前置分离器 1除去游离水后，所述第二球阀102、第四球阀104、第六球阀106和第九球阀109打开且所述第三球阀103、第五球阀105、第七球阀107和第八球阀108 关闭，使得两个脱硫塔串联设置，所述含硫天然气首先进入所述第一脱硫塔2 内进行吸附，再沿管道进入所述第二脱硫塔3内进行再次吸附，实现两级脱硫。

本申请实施例采用两塔并联的方式进行脱硫操作时，所述含硫天然气从天然气进口11经管道进入本申请的天然气脱硫装置，所述第一球阀101打开使得含硫天然气进入所述前置分离器1内，所述含硫天然气经过所述前置分离器 1除去游离水后，所述第二球阀102、第三球阀103、第八球阀108和第九球阀109打开且所述第四球阀104、第五球阀105、第六球阀106和第七球阀107 关闭，使得两个脱硫塔并联设置，所述含硫天然气同时进入所述第一脱硫塔2 和所述第二脱硫塔3内进行脱硫。

在所述含硫天然气经过两级脱硫之后，绝大部分的硫化氢在所述第一脱硫塔2内被吸附，所述第二脱硫塔3用于脱除余下的硫元素，通过设置在每个脱硫塔进出气口处的硫化氢在线检测仪对气体进行检测，在第一脱硫塔2的进出气口处的含硫天然气的硫含量相同时，表明所述第一脱硫塔2中的脱硫剂已完全饱和，同时，所述第二脱硫塔3中的脱硫剂吸硫大约在15％-20％左右，此时只需要更换所述第一脱硫塔2中的脱硫剂，所述第二脱硫塔3中的脱硫剂不需要更换。在所述第一脱硫塔2更换脱硫剂后，则所述含硫天然气首先进入所述第二脱硫塔3内，经过所述第一脱硫塔2两级脱硫后输出，绝大部分的硫化氢在所述第二脱硫塔3中被吸附，所述第一脱硫塔2用于脱除余下的硫元素，在第二脱硫塔3的进出气口处的含硫天然气的硫含量相同时，表明所述第二脱硫塔3中的脱硫剂已完全饱和，所述第一脱硫塔2中的脱硫剂吸硫大约在 15％-20％左右，此时只需要更换所述第二脱硫塔3中的脱硫剂，所述第一脱硫塔2中的脱硫剂不需要更换，本申请通过对两个脱硫塔进行切换从而实现脱硫剂的循环使用，从而充分利用了脱硫剂的吸附功用，大大增加了脱硫剂的利用率，有效降低了运行费用。

本申请的天然气脱硫装置在更换填料脱硫剂时的串联切换流程为，先将所述第三球阀103打开且第二球阀102关闭，使得所述含硫化氢天然气先进入第二脱硫塔3内，此时为所述第一脱硫塔2更换填料，再将第五球阀105、第七球阀107和第八球阀108打开且将所述、第四球阀104、第六球阀106和第九球阀109关闭，使所述含硫化氢天然气第一脱硫塔2内进行二级脱硫，实现两个脱硫塔的串联切换流程，同时，在所述第二脱硫塔3内的脱硫剂饱和时，根据上述流程进行反向操作将两个脱硫塔再次切换，在不停止作业的情况下实现脱硫塔的更换，达到循环使用的目的，降低了脱硫的成本。

可选的，所述球阀组件10还包括第一淋水阀门1013和第二淋水阀门1014，所述第一淋水阀门1013的输入端和第二淋水阀门1014的输入端分别通过管道与给水管15相连接用于获取生产给水，所述第一淋水阀门1013的输出端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2顶部的第一反冲洗口24相连接，所述第二淋水阀门1014的输出端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3顶部的第二反冲洗口34相连接，用于将所述生产给水分别送入所述第一脱硫塔2和所述第二脱硫塔3内，所述生产给水将所述第一脱硫塔2和所述第二脱硫塔3中的脱硫剂打湿使得工人能够进行脱硫剂的更换。

本申请的脱硫塔采用固体脱硫剂填充式结构，在脱硫塔的塔底设置有脱硫剂丝网支撑件，在脱硫塔上设置有液位检测及变送功能可实现有效的脱硫，同时，本申请采用的脱硫剂具有以下优点，脱硫精度高：在本装置入口处的硫化氢的浓度大于1000mg/m³的情况下，经脱硫剂吸附后在本装置出口处的硫化氢的浓度小于15mg/m³；反应速度快：经液化石油气(LPG)脱硫实验表明，在液体空速在20h^-1的情况下，液化气铜片腐蚀可由3～4级降至0～1级；脱硫范围广：本申请采用的脱硫剂可脱除硫化氢和硫元素等腐蚀性硫化物，也可消除液化石油气和石脑油等铜片腐蚀；无氧条件下工作硫容大：本申请采用的脱硫剂一次性精脱硫化氢的硫容量大于30g/L；耐水性好：本申请采用的脱硫剂水煮24h或浸泡30天不粉化，强度不变，10MPa压力下急骤充压、卸压进行100 次冲击试验后，强度无变化。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述球阀组件10还包括第十球阀1010、第十一球阀1011和第十二球阀1012，在所述过滤器4底部的侧壁和顶部的侧壁上分别设有第四进气口41和第四出气口42，所述第十球阀1010 的输入端通过管道与分别与所述第一脱硫塔2的输出端和所述第二脱硫塔3 的输出端相连接用于获取脱硫后的天然气，所述第十球阀1010的输出端通过管道与所述第四进气口41相连接，用于将所述脱硫后的天然气送入所述过滤器4内进行脱硫剂粉尘的过滤，所述第十一球阀1011的输入端和输出端分别与所述第四出气口42和所述管线设备13相连接用于将脱硫后的天然气进行后续的作业，所述第十二球阀1012的输入端通过管道与所述第一脱硫塔2的输出端和所述第二脱硫塔3的输出端相连接，所述第十二球阀1012的输出端通过管道与管线设备13相连接，使得所述第十二球阀1012形成所述过滤器4 的旁通，从而在所述过滤器4需要更换滤芯的情况下，通过关闭所述第十球阀 1010并打开所述第十二球阀1012使得脱硫后的天然气可以进行后续的作业。

在本申请的一个实施例中，如图1和图2所示，所述天然气脱硫装置还包括安全阀组件5，所述安全阀组件5的输入端分别与所述前置分离器1、第一脱硫塔2和第二脱硫塔3相连接用于安全保护，所述安全阀组件5的输出端与放空管线14相连接用于将废气进行放空，所述放空管线14根据系统的设计压力可以是高压放空管线或低压放空管线。

在上述实施例中，所述安全阀组件5包括第一安全阀51、第二安全阀52 和第三安全阀53，所述第一安全阀51的输入端通过管道与设置在所述前置分离器1顶部的第一出气口18相连接，所述第一安全阀51的输出端通过管道与所述放空管线14相连接，所述第二安全阀52的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2顶部的第一放空口25相连接，所述第二安全阀52的输出端通过管道与所述放空管线14相连接，所述第三安全阀53的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3顶部的第二放空口35相连接，所述第三安全阀53的输出端通过管道与所述放空管线14相连接。

在本申请的一个实施例中，如图1和图3所示，所述天然气脱硫装置还包括排污阀门组件16，所述排污阀门组件16的输入端分别与所述前置分离器1、第一脱硫塔2和第二脱硫塔3相连接用于接收废水，所述排污阀门组件 16的输出端与排污总管12相连接用于将废水排出。

在上述实施例中，所述排污阀门组件16包括第一排污阀161、第二排污阀162、第三排污阀163和第四排污阀164，所述第一排污阀161的输入端通过管道与设置在所述前置分离器1底部的第一排污口19相连接，所述第一排污阀161的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第二排污阀162 的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔2底部的第二排污口23相连接，所述第二排污阀162的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第三排污阀163的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔3底部的第三排污口 33相连接，所述第三排污阀163的输出端通过管道与所述排污总管12相连接，所述第四排污阀164的输入端通过管道与设置在所述过滤器4底部的第四排污口43相连接。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述天然气脱硫装置还包括液位控制连锁6、压力液位控制连锁7、流量计8和温度液位控制连锁9，所述液位控制连锁6、压力液位控制连锁7、流量计8和温度液位控制连锁9设置在所述前置分离器1、第一脱硫塔2、第二脱硫塔3、过滤器4和/或所述天然气脱硫装置的管道上，即在所述前置分离器1、第一脱硫塔2、第二脱硫塔3、过滤器4和/或所述天然气脱硫装置的管道上分别对应设置有所述液位控制连锁6、压力液位控制连锁7、流量计8和/或温度液位控制连锁9，并通过就地仪表以及智能控制系统和数据采集与监视控制系统(SCADA)，控制对的阀门的开启和关闭，实现对本申请的天然气脱硫装置的压力、温度、液位、差压及流量等环境条件的监视、控制和管理。其中，在所述前置分离器1上设有液位控制连锁，在所述前置分离器1的输入端设有压力液位控制连锁，在所述过滤器4的输出端设有流量计，通过前段温度、压力和液位的变化值实现整个装置可实现独立关断和独立启停。

在本申请的一个实施例中，如图4和图5所示，第一脱硫塔2包括塔体 26、上封头27和填料模块29，所述塔体26的顶部为开口结构并通过连接部 28与所述上封头27相连接，在所述塔体26的底部设有支撑圈30，所述填料模块29位于所述支撑圈30的上方并与所述塔体26构成可拆卸式连接配合。

在上述实施例中，如图6和7所示，所述填料模块29包括填料壁293，在所述填料壁293的内部设有由所述脱硫剂形成的填料层292，在所述填料壁 293的侧壁上分布设置有多个卡块291，所述多个卡块291分别与设置在所述塔体26内壁上的多个卡槽271滑动配合从而将所述填料模块29限位在所述塔体26内，并且在所述填料层292靠近所述上封头27一端的端部设有用于更换所述填料模块29的吊环294。

可选的，所述卡槽271的长度不小于200毫米，可根据塔体尺寸和填料体积确定所述卡槽271的长度。

可选的，所述连接部28可以是可拆卸的法兰组件。

本申请的第一脱硫塔2在更换填料时，将所述填料模块29沿所述卡槽271 推入所述塔体26，在到达指定位置后固定好填料模块29并连接法兰组件。拆卸时，打开所述法兰组件从而将所述上封头27打开，从所述卡槽271中将所述填料模块29通过吊环294抽出，即可更换新的填料模块29。

本申请的第一脱硫塔2采用可拆卸的法兰结构，将含脱硫剂结构设计为可进行吊装更换的整体结构，使得脱硫剂的更换过程与更换所述过滤器4的滤芯一样方便快捷，同时，本申请的第一脱硫塔2与传统的填料塔相比，所述填料模块29不需要从塔体26的人孔刨出，从而避免了操作人员与有毒害填料及介质的接触，保证了操作人员人身安全。

所述第二脱硫塔3的结构与所述第一脱硫塔2的结构相同，因此在此不再赘述。

在现有技术中，不可拆卸式塔器的填料模块29需要通过设置在塔体26 底部侧壁上的人孔进行安装和更换，在作业时会出现操作人员与有毒害填料及介质的接触从而对工人造成危害，本申请的脱硫塔结构采用可拆卸的法兰结构，使得工人在塔体26的顶部就可以进行填料模块29的更换，避免了操作人员与有毒害填料及介质的接触，保证了操作人员人身安全。

本申请提供的一种天然气脱硫装置，既可以实现脱硫剂的在线更换，从而提高了脱硫效率，也可以有效解决的脱硫剂粉末化的问题，本申请的天然气脱硫装置采用橇装化布置，优化工艺流程且布局合理，能够提高脱硫效率，并配备独立的智能控制系统，可实现装置的远程操作和管理，实现无人值守。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

Claims (15)

1.一种天然气脱硫装置，其特征在于，包括橇装在橇座上的前置分离器(1)、第一脱硫塔(2)、第二脱硫塔(3)和过滤器(4)，所述前置分离器(1)的输入端通过管道与天然气进口(11)相连接，所述前置分离器(1)的输出端通过管道分别与所述第一脱硫塔(2)的输入端和第二脱硫塔(3)的输入端相连接，所述第一脱硫塔(2)和第二脱硫塔(3)通过管道和球阀组件(10)串联或并联设置对来自所述天然气进口(11)的含硫天然气进行脱硫操作，所述第一脱硫塔(2)的输出端和第二脱硫塔(3)的输出端通过所述过滤器(4)与下游的管线设备(13)相连接。

2.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)包括第一球阀(101)，在所述前置分离器(1)的侧壁上设有第一进气口(17)，所述第一球阀(101)的输入端通过管道与所述天然气进口(11)相连接，所述第一球阀(101)的输出端通过管道与所述第一进气口(17)相连接，在所述前置分离器(1)的顶部设有第一出气口(18)，所述第一出气口(18)通过管道分别与所述第一脱硫塔(2)的输入端和第二脱硫塔(3)的输入端相连接。

3.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)包括第二球阀(102)和第三球阀(103)，在所述第一脱硫塔(2)底部的侧壁上设有第二进气口(21)，在所述第二脱硫塔(3)底部的侧壁上设有第三进气口(31)，所述前置分离器(1)的输出端通过管道分别与所述第二球阀(102)的输入端和所述第三球阀(103)的输入端相连接，所述第二球阀(102)的输出端通过管道与所述第二进气口(21)相连接，所述第三球阀(103)的输出端通过管道与所述第三进气口(31)相连接。

4.根据权利要求3所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)还包括第八球阀(108)和第九球阀(109)，在所述第一脱硫塔(2)的顶部设有第二出气口(22)，在所述第二脱硫塔(3)的顶部分别设有第三出气口(32)，所述过滤器(4)的输入端通过管道分别与所述第八球阀(108)的输出端和第九球阀(109)的输出端相连接，所述第八球阀(108)的输入端通过管道与所述第二出气口(22)相连接，所述第九球阀(109)的输入端通过管道与所述第三出气口(32)相连接。

5.根据权利要求4所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)还包括第四球阀(104)、第五球阀(105)、第六球阀(106)和第七球阀(107)，所述第四球阀(104)的输入端通过管道与所述第二出气口(22)相连接，所述第四球阀(104)的输出端通过管道分别与所述第五球阀(105)的输出端、第六球阀(106)的输入端和第七球阀(107)的输入端相连接，所述第五球阀(105)的输入端通过管道与所述第三出气口(32)相连接，所述第六球阀(106)的输出端通过管道与所述第三进气口(31)相连接，所述第七球阀(107)的输出端通过管道与所述第二进气口(21)相连接。

6.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)包括第一淋水阀门(1013)和第二淋水阀门(1014)，所述第一淋水阀门(1013)的输入端和第二淋水阀门(1014)的输入端分别通过管道与给水管(15)相连接，所述第一淋水阀门(1013)的输出端通过管道与设置在所述第一脱硫塔(2)顶部的第一反冲洗口(24)相连接，所述第二淋水阀门(1014)的输出端通过管道与设置在所述第二脱硫塔(3)顶部的第二反冲洗口(34)相连接。

7.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述球阀组件(10)包括第十球阀(1010)、第十一球阀(1011)和第十二球阀(1012)，在所述过滤器(4)底部的侧壁和顶部的侧壁上分别设有第四进气口(41)和第四出气口(42)，所述第十球阀(1010)的输入端通过管道与分别与所述第一脱硫塔(2)的输出端和所述第二脱硫塔(3)的输出端相连接，所述第十球阀(1010)的输出端通过管道与所述第四进气口(41)相连接，所述第十一球阀(1011)的输入端和输出端分别与所述第四出气口(42)和所述管线设备(13)相连接，所述第十二球阀(1012)的输入端通过管道与所述第一脱硫塔(2)的输出端和所述第二脱硫塔(3)的输出端相连接，所述第十二球阀(1012)的输出端通过管道与管线设备(13)相连接。

8.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，还包括安全阀组件(5)，所述安全阀组件(5)的输入端分别与所述前置分离器(1)、第一脱硫塔(2)和第二脱硫塔(3)相连接，所述安全阀组件(5)的输出端与放空管线(14)相连接。

9.根据权利要求8所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述安全阀组件(5)包括第一安全阀(51)、第二安全阀(52)和第三安全阀(53)，所述第一安全阀(51)的输入端通过管道与设置在所述前置分离器(1)顶部的第一出气口(18)相连接，所述第一安全阀(51)的输出端通过管道与所述放空管线(14)相连接，所述第二安全阀(52)的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔(2)顶部的第一放空口(25)相连接，所述第二安全阀(52)的输出端通过管道与所述放空管线(14)相连接，所述第三安全阀(53)的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔(3)顶部的第二放空口(35)相连接，所述第三安全阀(53)的输出端通过管道与所述放空管线(14)相连接。

10.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，还包括排污阀门组件(16)，所述排污阀门组件(16)的输入端分别与所述前置分离器(1)、第一脱硫塔(2)和第二脱硫塔(3)相连接，所述排污阀门组件(16)的输出端与排污总管(12)相连接。

11.根据权利要求10所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述排污阀门组件(16)包括第一排污阀(161)、第二排污阀(162)、第三排污阀(163)和第四排污阀(164)，所述第一排污阀(161)的输入端通过管道与设置在所述前置分离器(1)底部的第一排污口(19)相连接，所述第一排污阀(161)的输出端通过管道与所述排污总管(12)相连接，所述第二排污阀(162)的输入端通过管道与设置在所述第一脱硫塔(2)底部的第二排污口(23)相连接，所述第二排污阀(162)的输出端通过管道与所述排污总管(12)相连接，所述第三排污阀(163)的输入端通过管道与设置在所述第二脱硫塔(3)底部的第三排污口(33)相连接，所述第三排污阀(163)的输出端通过管道与所述排污总管(12)相连接，所述第四排污阀(164)的输入端通过管道与设置在所述过滤器(4)底部的第四排污口(43)相连接。

12.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，还包括液位控制连锁(6)、压力液位控制连锁(7)、流量计(8)和温度液位控制连锁(9)，在所述前置分离器(1)、第一脱硫塔(2)、第二脱硫塔(3)、过滤器(4)和/或所述天然气脱硫装置的管道上分别对应设置有所述液位控制连锁(6)、压力液位控制连锁(7)、流量计(8)和/或温度液位控制连锁(9)。

13.根据权利要求1所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述第一脱硫塔(2)包括塔体(26)、上封头(27)和填料模块(29)，所述塔体(26)的顶部为开口结构并通过连接部(28)与所述上封头(27)相连接，在所述塔体(26)的底部设有支撑圈(30)，所述填料模块(29)位于所述支撑圈(30) 的上方并与所述塔体(26)构成可拆卸式连接配合。

14.根据权利要求13所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述填料模块(29)包括填料壁(293)，在所述填料壁(293)的内部设有由脱硫剂形成的填料层(292)，在所述填料壁(293)的侧壁上分布设置有多个卡块(291)，所述多个卡块(291)分别与设置在所述塔体(26)内壁上的多个卡槽(271)滑动配合从而将所述填料模块(29)限位在所述塔体(26)内，并且在所述填料层(292)靠近所述上封头(27)一端的端部设有用于更换所述填料模块(29)的吊环(294)；

所述第二脱硫塔(3)的结构与所述第一脱硫塔(2)的结构相同。

15.根据权利要求13所述的天然气脱硫装置，其特征在于，所述连接部(28)为可拆卸的法兰组件。