CN219037379U - 一种深冷冷冻干燥液化一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种深冷冷冻干燥液化一体机，包括换热器、预冷机和深冷单元，换热器上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；接口一与进气管路的一端连通，接口四与出气管路的一端连通，接口二、预冷机、深冷单元以及接口三通过管路依次连通。本实用新型的有益效果是结构简单，设计合理，该设备可以达到深冷冷冻的目的，又不会发生冰堵，且此工艺取消了常规脱烃工艺中精脱水流程，节省电力能源，降低了成本，适用于油田伴生气净化脱水脱烃处理，也可用于其它压缩气体脱水液化流程中，通用性强。

Description

一种深冷冷冻干燥液化一体机

技术领域

本实用新型涉及冷冻干燥技术领域，具体涉及一种深冷冷冻干燥液化一体机。

背景技术

目前,国内及国际使用冷冻式干燥机压力露点均在零度以上，国内行业标准(JBT10526-2017)为零上3℃/7℃/10℃三个等级。目前深冷液化成套设备需要增加预处理精脱水设备将原料气体处理为压力露点大于深冷所需露点，国内常用吸附式脱水设备(大功率用电设备)。这种方式能耗大，且设备内使用的吸附剂更换后涉及到环保固废处理问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种深冷冷冻干燥液化一体机，旨在解决现有技术中的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种深冷冷冻干燥液化一体机，包括换热器、预冷机和深冷单元，所述换热器上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；所述接口一与进气管路的一端连通，所述接口四与出气管路的一端连通，所述接口二、所述预冷机、所述深冷单元以及所述接口三通过管路依次连通。

本实用新型的有益效果是：作业时，含有饱和水的原料气(45℃以下)由进气管路进入依次进入换热器、预冷机和深冷单元进行深冷处理，获得低温气体(-30℃)，该低温气体到达换热器与含有饱和水的原料气进行换热，最后由出气管路排出(排出气体的温度大于0℃)；在此过程中，通过深冷单元对含有饱和水的原料气中的水分进行冷冻，实现原料气的快速冷冻干燥，以去除原料气中的水分，同时含有轻烃的原料气中轻烃气体被冷冻液化回收创造经济效益，无需额外进行脱水，节省工艺，降低能耗。

本实用新型结构简单，设计合理，该设备可以达到深冷冷冻的目的，又不会发生冰堵，且此工艺取消了常规脱烃工艺中精脱水流程，节省电力能源，降低了成本，适用于油田伴生气净化脱水脱烃处理，也可用于其它压缩气体脱水液化流程中，通用性强。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述深冷单元包括至少一个深冷机，每个所述深冷机的一端通过管路一与所述预冷机的一端连通，另一端通过管路二与所述接口三连通。

采用上述进一步方案的有益效果是作业时，含有饱和水的原料气(45℃以下)由进气管路进入依次进入换热器、预冷机和深冷机进行深冷处理，获得低温气体(-30℃)，该低温气体到达换热器与含有饱和水的原料气进行换热，最后由出气管路排出(此处排出气体的温度大于0℃)；在此过程中，通过深冷机对含有饱和水的原料气中的水分进行冷冻，实现原料气的快速冷冻干燥，以去除原料气中的水分，无需额外进行脱水，节省工艺，降低能耗。

进一步，所述深冷单元包括多个所述深冷机，多个所述深冷机并联分布，其一端分别通过管路三与所述管路一的一端连通，另一端分别通过管路四与所述接口三连通；多个所述管路三和多个所述管路四上分别安装有阀门一。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，多个深冷机可交替使用，保证其中一个深冷机发生冰堵时整个设备还能正常运行。

进一步，所述深冷单元包括两个所述深冷机，两个所述深冷机并联分布。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，两个深冷机可交替使用，保证其中一个深冷机发生冰堵时整个设备还能正常运行。

进一步，多个所述管路三之间通过管路五连通，多个所述管路四之间通过管路六连通，多个所述管路三对应与所述管路五连通的部位以及多个所述管路四与所述管路六连通的部位分别安装有阀门二；所述管路五通过化霜管路与所述进气管路连通，所述管路六通过回流管路与所述进气管路连通，且所述进气管路对应其与所述化霜管路和所述回流管路连通处之间的部位安装有阀门三。

采用上述进一步方案的有益效果是作业过程中，当其中一个深冷机发生冰堵时，此时可关闭阀门三，且相应的阀门二开启，此时由进气管路送入的含有饱和水的原料气通过化霜管路进入对应的深冷机内进行化霜处理，同时深冷机自身加热，保证化霜作业快速完成；化霜后的原料气由回流管路重新送入进气管路，然后经换热器、预冷机以及深冷机进行深冷作业；

该方案设计合理，利用原料气自身的热量对深冷机进行化霜处理，节省能耗，降低成本。

进一步，所述阀门一和/或所述阀门二和/或所述阀门三为气动阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，作业方便。

进一步，所述管路一通过未深冷管路与所述管路二连通，所述未深冷管路上安装有阀门四。

采用上述进一步方案的有益效果是当原料气不需要经过深冷作业时，此时原料气经换热器以及预冷机处理后再回到换热器与由进气管路进入的原料气进行换热处理，设计合理，节约工艺。

进一步，所述管路二对应所述换热器与所述管路二和所述未深冷管路连通处之间的部位通过调节管路与所述出气管路连通，所述调节管路以及所述管路二对应所述换热器和所述调节管路与所述管路二连通处之间的部位分别固定安装有阀门五。

采用上述进一步方案的有益效果是出气管路排出的气体要求温度大于0℃，可通过操作调节管路上的阀门五以调节经过换热器的气体的量，从而保证换热器内不会发生冰堵，调节方便。

进一步，所述阀门四和/或所述阀门五为手动阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，操作方便。

进一步，所述换热器为管式换热器。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，换热方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、换热器；2、预冷机；3、进气管路；4、出气管路；5、深冷机；6、管路一；7、管路二；8、管路三；9、管路四；10、阀门一；11、管路五；12、管路六；13、阀门二；14、化霜管路；15、回流管路；16、阀门三；17、未深冷管路；18、阀门四；19、调节管路；20、阀门五。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种深冷冷冻干燥液化一体机，包括换热器1、预冷机2和深冷单元，换热器1上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；接口一与进气管路3的一端连通，接口四与出气管路4的一端连通，接口二、预冷机2、深冷单元以及接口三通过管路依次连通。

作业时，含有饱和水的原料气(45℃以下)由进气管路3进入依次进入换热器1、预冷机2和深冷单元进行深冷处理，获得低温气体(-30℃)，该低温气体到达换热器1与含有饱和水的原料气进行换热，最后由出气管路4排出(排出气体的温度大于0℃)；在此过程中，通过深冷单元对含有饱和水的原料气中的水分进行冷冻，实现原料气的快速冷冻干燥，以去除原料气中的水分，同时含有轻烃的原料气中轻烃气体被冷冻液化回收创造经济效益，无需额外进行脱水，节省工艺，降低能耗。

优选地，本实施例中，上述进气管路3的另一端连通原料气的供应设备，出气管路4的另一端连接气体储存设备。

需要说明的是，上述换热器1和预冷机2均采用的是现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。

本实施例结构简单，设计合理，该设备可以达到深冷冷冻的目的，又不会发生冰堵，且此工艺取消了常规脱烃工艺中精脱水流程，节省电力能源，降低了成本，适用于油田伴生气净化脱水脱烃处理，也可用于其它压缩气体脱水液化流程中，通用性强。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，深冷单元包括至少一个深冷机5，每个深冷机5的一端通过管路一6与预冷机2的一端连通，另一端通过管路二7与接口三连通。

作业时，含有饱和水的原料气(45℃以下)由进气管路3进入依次进入换热器1、预冷机2和深冷机5进行深冷处理，获得低温气体(-30℃)，该低温气体到达换热器1与含有饱和水的原料气进行换热，最后由出气管路4排出(排出气体的温度大于0℃)；在此过程中，通过深冷机5对含有饱和水的原料气中的水分进行冷冻，实现原料气的快速冷冻干燥，以去除原料气中的水分，无需额外进行脱水，节省工艺，降低能耗。

需要说明的是，上述深冷机5采用的是现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，深冷单元包括多个深冷机5，多个深冷机5并联分布，其一端分别通过管路三8与管路一6的一端连通，另一端分别通过管路四9与接口三连通；多个管路三8和多个管路四9上分别安装有阀门一10。

该方案结构简单，设计合理，多个深冷机可交替使用，保证其中一个深冷机发生冰堵时整个设备还能正常运行。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例中，深冷单元包括两个深冷机5，两个深冷机5并联分布。

该方案结构简单，设计合理，两个深冷机5可交替使用，保证其中一个深冷机5发生冰堵时整个设备还能正常运行，即当其中一个深冷机5在进行深冷作业时，另一个深冷机5则在进行化霜作业，此时相应部分的阀门一10关闭，余下部分的阀门一10开启。

基于上述方案，每个深冷机5内部安装有检测是否结霜的传感器，该传感器通过线路与控制器连接。当对应的深冷机5内部出现结霜的情况时，此时控制器则关闭该深冷机5，同时开启另一个深冷机5，实现两个深冷机5的交替作业。

另外，换热器1并联装有压差变送器，压差变送器用于监测换热器1是否发生冰堵；换热器1的出口处以及预冷机2的出口处分别安装有温度变送器，两个温度变送器分别用于检测换热器1的出口处以及预冷机2的出口处的温度。

而且，两个深冷机5分别并联装有压差变送器，两个压差变送器分别用于检测两个深冷机5是否发生冰堵；另外，两个深冷机5出口处分别安装有温度变送器，两个温度变送器分别用于检测两个深冷机5出口处的温度，并分别检测两个深冷机5化霜作业是否完成。

上述多个压差变送器和多个温差变送器分别通过线路与控制器连接，控制器接收多个压差变送器和多个温差变送器送来的信号，并根据上述信号控制各个部件的运行以及各个阀门的启闭。

实施例5

在实施例3至实施例4任一项的基础上，本实施例中，多个管路三8之间通过管路五11连通，多个管路四9之间通过管路六12连通，多个管路三8对应与管路五11连通的部位以及多个管路四9与管路六12连通的部位分别安装有阀门二13；管路五11通过化霜管路14与进气管路3连通，管路六12通过回流管路15与进气管路3连通，且进气管路3对应其与化霜管路14和回流管路15连通处之间的部位安装有阀门三16。

作业过程中，当其中一个深冷机5发生冰堵时，此时可关闭阀门三16，且相应的阀门二13开启，此时由进气管路3送入的含有饱和水的原料气通过化霜管路14进入对应的深冷机5内进行化霜处理，同时深冷机5自身加热，保证化霜作业快速完成；化霜后的原料气由回流管路15重新送入进气管路3，然后经换热器1、预冷机2以及深冷机5进行深冷作业；

该方案设计合理，利用原料气自身的热量对深冷机5进行化霜处理，节省能耗，降低成本。

实施例6

在实施例5的基础上，本实施例中，阀门一10和/或阀门二13和/或阀门三16为气动阀门。

该方案结构简单，设计合理，作业方便。

优选地，本实施例还包括控制器，上述各个气动阀门分别通过线路与控制器连接，控制器控制各个气动阀门的启闭，自动化程度高。

除上述实施方式外，上述阀门一10和/或阀门二13和/或阀门三16也可以采用手动阀门。

实施例7

在上述各实施例的基础上，本实施例中，管路一6通过未深冷管路17与管路二7连通，未深冷管路17上安装有阀门四18。

当原料气不需要经过深冷作业时，此时原料气经换热器1以及预冷机2处理后再回到换热器1与由进气管路3进入的原料气进行换热处理，设计合理，节约工艺。

实施例8

在实施例7的基础上，本实施例中，管路二7对应换热器1与管路二7和未深冷管路17连通处之间的部位通过调节管路19与出气管路4连通，调节管路19以及管路二7对应换热器1和调节管路19与管路二7连通处之间的部位分别固定安装有阀门五20。

出气管路4排出的气体要求温度大于0℃，可通过操作调节管路19上的阀门五20以调节经过换热器1的气体的量，从而保证换热器内不会发生冰堵，调节方便。

需要说明的上，整个设备由控制器控制，工作人员可从与控制器连接的显示器上实时观察到出气管路4排出的气体的温度，当排出的气体的温度不符合要求时，此时可调节阀门五20，以调节经过换热器1的气体的量，从而保证出气管路4排出的气体温度大于0℃，调节方便。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例中，阀门四18和/或阀门五20为手动阀门。

该方案结构简单，设计合理，操作方便。

上述阀门四18和/或阀门五20也可以为气动阀门，各个气动阀门分别通过线路与控制器连接。

实施例10

在上述各实施例的基础上，本实施例中，换热器1为管式换热器。

该方案结构简单，设计合理，换热方便。

本实用新型的工作原理如下：

作业时，含有饱和水的原料气(45℃以下)由进气管路3进入依次进入换热器1、预冷机2和其中一个深冷机5进行深冷处理，获得低温气体(-30℃)，该低温气体到达换热器1与含有饱和水的原料气进行换热，最后由出气管路4排出(排出气体的温度大于0℃)；

在此过程中，通过深冷机5对含有饱和水的原料气中的水分进行冷冻，实现原料气的快速冷冻干燥，以去除原料气中的水分，无需额外进行脱水，节省工艺，降低能耗；

另外，当该深冷机5出现结霜现象时，此时可关闭该深冷机5，并启闭另一个深冷机5；而且，此时可关闭阀门三16，且相应的阀门二13开启，此时由进气管路3送入的含有饱和水的原料气通过化霜管路14进入对应的深冷机5内进行化霜处理，同时深冷机5自身加热，保证化霜作业快速完成；化霜后的原料气由回流管路15重新送入进气管路3，然后经换热器1、预冷机2以及深冷机5进行深冷作业。

需要说明的是，本实用新型所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：包括换热器(1)、预冷机(2)和深冷单元，所述换热器(1)上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；所述接口一与进气管路(3)的一端连通，所述接口四与出气管路(4)的一端连通，所述接口二、所述预冷机(2)、所述深冷单元以及所述接口三通过管路依次连通。

2.根据权利要求1所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述深冷单元包括至少一个深冷机(5)，每个所述深冷机(5)的一端通过管路一(6)与所述预冷机(2)的一端连通，另一端通过管路二(7)与所述接口三连通。

3.根据权利要求2所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述深冷单元包括多个所述深冷机(5)，多个所述深冷机(5)并联分布，其一端分别通过管路三(8)与所述管路一(6)的一端连通，另一端分别通过管路四(9)与所述接口三连通；多个所述管路三(8)和多个所述管路四(9)上分别安装有阀门一(10)。

4.根据权利要求3所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述深冷单元包括两个所述深冷机(5)，两个所述深冷机(5)并联分布。

5.根据权利要求3所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：多个所述管路三(8)之间通过管路五(11)连通，多个所述管路四(9)之间通过管路六(12)连通，多个所述管路三(8)对应与所述管路五(11)连通的部位以及多个所述管路四(9)与所述管路六(12)连通的部位分别安装有阀门二(13)；所述管路五(11)通过化霜管路(14)与所述进气管路(3)连通，所述管路六(12)通过回流管路(15)与所述进气管路(3)连通，且所述进气管路(3)对应其与所述化霜管路(14)和所述回流管路(15)连通处之间的部位安装有阀门三(16)。

6.根据权利要求5所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述阀门一(10)和/或所述阀门二(13)和/或所述阀门三(16)为气动阀门。

7.根据权利要求2-6任一项所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述管路一(6)通过未深冷管路(17)与所述管路二(7)连通，所述未深冷管路(17)上安装有阀门四(18)。

8.根据权利要求7所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述管路二(7)对应所述换热器(1)与所述管路二(7)和所述未深冷管路(17)连通处之间的部位通过调节管路(19)与所述出气管路(4)连通，所述调节管路(19)以及所述管路二(7)对应所述换热器(1)和所述调节管路(19)与所述管路二(7)连通处之间的部位分别固定安装有阀门五(20)。

9.根据权利要求8所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述阀门四(18)和/或所述阀门五(20)为手动阀门。

10.根据权利要求1-6任一项所述的深冷冷冻干燥液化一体机，其特征在于：所述换热器(1)为管式换热器。

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