[發明專利]無動力的深冷分離裝置與方法

在審

• 申請號: 201910324945.1
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110017664A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 閆海瑞;張武
• 申請（專利權）人: 中科瑞奧能源科技股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 北京惟誠致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11536
• 代理人: 王慧鳳;呂品

本發明的無動力的深冷分離裝置與方法，其中深冷分離裝置包括：第一換熱器；第二換熱器；壓縮天然氣精餾塔，壓縮天然氣精餾塔的塔釜的液相排出口與壓縮天然氣排出管連接；壓縮天然氣精餾塔的塔頂氣相出口與膨脹機的入口通過管路連接，膨脹機的出口與富氮氣換熱器的進口連接，富氮氣換熱器的出口與富氮氣排出管連接。深冷分離方法包括：對原料氣進行冷卻；使原料氣分離出富氫氣和液相；對液相進行精餾。本發明的技術方案無需氮氣壓縮機、MRC壓縮機等高耗能設備，因此大大降低了投資與運行成本，提高了經濟效益。本發明的技術方案采用低溫換熱與減壓精餾工序制取CNG、富氮氣及富氫氣，工藝流程簡單，工藝運行穩定。

技術領域

本發明涉及尾氣的回收利用領域，特別是涉及一種無動力的深冷分離裝置與方法。

背景技術

隨著我國能源結構的改革，在三大主要化石能源中，天然氣作為一種優質、高效的清潔能源氣體，在能源消耗份額中已經占據著越來越大的比重。

目前，常規的深冷分離技術中，主要的冷量來源通過壓縮機制冷，其中制冷循環中主要包括：輕冷劑制冷循環、重冷劑制冷循環及氮氣制冷循環，這些制冷循環中最重要的設備之一為壓縮機，是制冷循環的主要耗能設備。如何降低能耗，降低投資與運行成本，是目前深冷分離領域研究的重點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種耗能較少的無動力的深冷分離裝置與方法。

本發明的無動力的深冷分離裝置，包括：

用于對原料氣進行冷卻的第一換熱器；

用于對原料氣進行再次冷卻的第二換熱器，與第一換熱器通過管路連接；

用于使再次冷卻后的原料氣分離出富氫氣和液相的氣液分離器，與第二換熱器通過管路連接；

用于對氣液分離器分離出的液相進行精餾，以得到壓縮天然氣的壓縮天然氣精餾塔，與氣液分離器的液相出口通過管路連接，壓縮天然氣精餾塔的塔釜的液相排出口與壓縮天然氣排出管連接；

壓縮天然氣精餾塔的塔頂氣相出口與膨脹機的入口通過管路連接，膨脹機的出口與富氮氣換熱器的進口連接，富氮氣換熱器的出口與富氮氣排出管連接，富氮氣換熱器與壓縮天然氣精餾塔的塔頂連接，以使富氮氣經膨脹機降溫后在富氮氣換熱器內為壓縮天然氣精餾塔提供冷量。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，還包括原料氣換熱器，原料氣換熱器與壓縮天然氣精餾塔的塔釜連接，所述第二換熱器與第一換熱器通過第一管路連接，所述第一管路經過原料氣換熱器，以使被第一換熱器冷卻的原料氣進入原料氣換熱器冷卻后進入第二換熱器再次冷卻。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，氣液分離器與第二換熱器通過第二管路連接，所述第二管路上設置有第一節流閥，以使被第二換熱器冷卻的原料氣節流降溫后輸入氣液分離器。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，壓縮天然氣精餾塔與氣液分離器的液相出口通過第三管路連接，第三管路上設置有第二節流閥。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，壓縮天然氣排出管依次經過第三節流閥、第二換熱器、第一換熱器，以使壓縮天然氣精餾塔的塔釜排出的液態的壓縮天然氣經第三節流閥節流降溫后為第二換熱器與第一換熱器提供冷量。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，壓縮天然氣精餾塔的塔頂氣相出口與膨脹機的入口通過第四管路連接，所述第四管路經過第二換熱器，以使壓縮天然氣精餾塔的塔頂排出的富氮氣為第二換熱器提供冷量。

本發明的無動力的深冷分離裝置，其中，富氮氣排出管依次經過第二換熱器、第一換熱器，以使富氮氣排出管內的富氮氣為第二換熱器與第一換熱器提供冷量。

本發明的無動力的深冷分離方法，包括：

對原料氣進行冷卻；