[發明專利]降壓零排放的節能型氣體脫水裝置

有效

• 申請號: 201010104749.2
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN101797465A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 張文效;趙仁杰;陳龍;李偉;李海巖
• 申請（專利權）人: 陜西高芯超濾膜科技有限責任公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D53/02
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 陳小霞

技術領域

本發明涉及一種從混合氣體(天然氣、煤層氣、石油伴生氣，焦爐 氣，煤制氣，碳基合成中CO氣，石油化工中H₂氣，食品級CO₂等)中脫 除水的氣體脫水裝置，特別涉及一種降壓零排放的節能型氣體脫水裝置。 它適用于中、高壓(＞2.0Mpa)雙塔或多塔分子篩吸附脫水工藝。

背景技術

目前，混合氣體(如：天然氣)的脫水處理工業上常采用一種等壓 零排放的雙塔流程工藝。工作時，一塔吸附，另一塔再生，當吸附飽和 后，吸附塔立即轉為再生，而再生塔立即轉為吸附，使脫水過程連續進 行。其中吸附工藝采用是分子篩吸附流程，再生工藝采用的是熱再生工 藝流程，它用熱蒸發的方法使吸滿水分的分子篩得到解吸。參見圖2，其 吸附流程是：混合氣體經過過濾器100的過濾，從進氣管900經閥門10A 從吸附塔200A的塔頂進入塔中，再經過塔中的分子篩從塔釜排出，混合 氣體在通過分子篩時，其中的水分被吸附，即可滿足脫水要求，從塔釜 排出的氣體經閥門30A、出氣管1100和過濾器700出裝置。再生工藝流 程是：干燥塔200B使用外界送來的已脫水的混合氣體(或氣水分離器 400出來干氣體)經電加熱器600的加熱升溫，經閥門40B從干燥塔200B 的塔釜進入塔中，使塔中分子篩吸附的水份蒸發而帶出，蒸發出的濕熱 氣從塔頂排出，經閥門20B進入氣/氣換熱器800，與氣水分離器400出 來的冷干氣換冷降溫，然后進入空冷器300繼續冷卻，使氣體中的水份 被冷凝成霧滴，再經過氣水分離器400的氣水分離，將冷凝水分離而排 放，不凝氣經循環風機500的加壓，進入氣/氣換熱器800，與干燥塔200B 塔頂出來的濕熱氣體換熱升溫后，進入電加熱器600，經過電加熱器600 的加熱，使氣體溫度達到分子篩解吸的溫度要求后，經閥門40B進入干 燥塔200B，形成循環，不斷循環，分子篩中的水分被解吸。

上述工藝流程是一種等壓零排放工藝流程，即吸附和解吸的壓力相 同，而且無廢氣排放。這種等壓零排放工藝只適用于常規壓力(20kPa) 工況，但對于中、高壓的吸附壓力(大于2.0MPa)來說，如果仍采用等 壓解吸，就會使解吸溫度升高很多(因為壓力越高，水的沸點溫度越高)， 這不僅會增加能耗，還會減少分子篩的使用壽命，而且也會使解吸時間 過長，如果解吸時間過長的話，還需要增加吸附或干燥塔來平衡吸附和 解吸時間，從而引起投資增加。因此，怎樣在零排放的同時又能降壓再 生是目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種適用于中、 高壓吸附工況的降壓零排放的節能型氣體脫水裝置，從而達到節省能源 和延長分子篩使用壽命的目的。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

它至少由兩個或多個干燥/吸附塔、空冷器、氣水分離器、循環風機、 電加熱器、氣/氣換熱器組成，所述各干燥/吸附塔的塔頂引出管均分為兩 路，一路通過一個閥門并入進料氣管，另一路也通過一個閥門并入塔頂 總引出管，所述的塔頂總引出管與氣/氣換熱器的熱氣進氣管相接，氣/ 氣換熱器的熱氣出氣管與空冷器的進氣管相接，所述空冷器的出氣管與 氣水分離器的進氣管相接，所述氣水分離器的出氣管與循環風機的進氣 管相接；所述各干燥/吸附塔的塔釜引出管也均分為兩路，一路通過一個 閥門并入出料氣管，另一路也通過一個閥門并入電加熱器的出氣管，加 熱器的進氣管與氣/氣換熱器的冷氣出氣管相接，其改進結構是：所述循 環風機的出氣管分為兩路，一路通過一個閥門與氣/氣換熱器的冷氣進氣 管相接，另一路也通過一個閥門并入進料氣管。

本發明進一步改進的技術方案如下：

所述的循環風機上裝有變頻器。

通過上述技術方案可以看出，本發明在循環風機的出氣口處分支出 一個再生排放支路，并將該再生排放支路并入吸附進氣管。這樣，可以 在再生時將再生回路排出的干氣體加壓抽出而排到吸附回路，使得再生 塔降壓，降壓后，再通過閥門的切換，恢復再生回路。這樣，既實現了 降壓再生，又實現了零排放，從而降低了能耗，也避免了因再生溫度過 高而使分子篩壽命縮短，延長了分子篩的使用壽命。本發明進一步實現 上面操作的方案是在循環風機上加設變頻器，在再生開始時通過變頻控 制使循環風機加速將再生回路中的氣體抽出，實現降壓，而在再生回路 降壓后，再控制循環風機減速運行，進入正常再生循環，從而減少再生 時間。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。