【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天然气实验，具体涉及一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置及其工作方法。
技术介绍
1、在实际天然气生产中，大部分工艺流程在投入生产之前都要进行实验研究，通过实验为实际生产提供参考。目前，在实验过程中，大部分工艺都采用纯co2与纯ch4配制特定比例的原料气。实验结束后，净化气ch4直接排空或燃烧处理，而解吸气排空处理，造成原料气的浪费及环境污染。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是解决天然气实验过程中原料气浪费及环境污染的问题，提出一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置及其工作方法。
2、一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，包括原料气混气罐、净化气储气罐、解吸气储气罐、净化气和解吸气混气罐和吸附脱附塔；
3、所述原料气混气罐通过管路分别连接原料气压缩机、解吸气缓冲罐、co2气瓶、ch4气瓶、cng场站管道、净化气缓冲罐；
4、所述原料气压缩机通过管路连接原料气缓冲罐，所述原料气缓冲罐通过管路分别连接吸附脱附塔的塔底的进气口和真空泵，所述真空泵通过管路分别连接吸附脱附塔的塔底的出气口、解吸气储气罐连接；所述吸附脱附塔的塔顶的净化气出气口通过管路连接净化气储气罐，所述净化气储气罐连接净化气分离器；
5、所述解吸气储气罐通过管路连接解吸气分离器；
6、所述净化气分离器通过管路分别连接净化气和解吸气混气罐、净化气缓冲罐、解吸气分离器；所述解吸气分离器通过管路连接解吸气缓
7、所述净化气和解吸气混气罐通过管路连接净化气和解吸气混合气压缩机，所述净化气和解吸气混合气压缩机通过管路连接净化气和解吸气混合气换热器，所述净化气和解吸气混合气换热器通过管路分别连接高纯气体气瓶和cng场站管道。
8、进一步的，所述ch4气瓶、co2气瓶、净化气缓冲罐和解吸气缓冲罐构成原料气组分调节系统，所述ch4气瓶和净化气缓冲罐连接，所述co2气瓶和解吸气缓冲罐连接。
9、进一步的，所述吸附脱附塔的外部设置有导热油加热器。
10、进一步的，每个管路上安装有调节阀。
11、进一步的，所述原料气混气罐、解吸气储气罐、净化气和解吸气混气罐和吸附脱附塔上安装有压力检测仪表、温度检测仪表。
12、进一步的，所述原料气混气罐、净化气储气罐、解吸气储气罐、净化气和解吸气混气罐上设置有取样口。
13、进一步的，根据不同的实验研究目的，在原料气混合罐中配制不同比例的原料气。
14、一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验方法，依托于所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置实现，包括如下步骤：
15、s1.实验开始时，基于管道天然气co2与ch4的配比，通过ch4气瓶或co2气瓶向原料气混气罐供气，通过ch4气瓶向净化气缓冲罐供气，通过co2气瓶向解吸气缓冲罐供气，使原料气配比满足实验要求；
16、s2.将步骤s1配制好的原料气经原料气压缩机增压后，满足原料气进气口压力要求为4.0～4.5mpa，并与吸附脱附塔的塔顶的调节阀配合，满足吸附脱附塔的流量为250～300m3/h和压力为3.5～4.0mpa的要求；
17、s3.当净化气缓冲罐中ch4含量不低于99％，解吸气缓冲罐中co2含量高于原料气时，关断ch4气瓶、co2气瓶，分别由净化气缓冲罐供应高纯度ch4或由解吸气缓冲罐供应高纯度co2，调节原料气配比进行天然气脱碳实验，配气的计算公式为：
18、
19、其中，c为原料气co2含量，cp为管道气co2含量，cs为净化气或ch4气瓶ch4含量，cd为解吸气或co2气瓶co2含量，fp为管道气流量，fs为净化气或ch4气瓶流量，fd为解吸气或co2气瓶流量；
20、s4.当步骤s3中的天然气脱碳实验稳定进行，来自吸附脱附塔的净化气，经调节阀降压后进入净化气储气罐，然后净化气经过净化气分离器处理，以脱除净化气中的杂质，得到处理后的净化气；
21、s5.当步骤s4中的净化气达到ch4含量不高于50ppm、净化气用于管道气时ch4含量不高于3％后，关闭吸附脱附塔的原料气进气调节阀、净化气出气口调节阀，打开导热油加热器，对吸附脱附塔的外壁夹层进行加热，加热至解吸气co2含量不再升高为止；
22、s6.基于步骤s5吸附脱附塔产生解吸气，通过真空泵将吸附脱附塔内的解吸气抽出，并通入解吸气储气罐，然后经过解吸气分离器对解吸气进行处理，以脱除解吸气中的杂质，得到处理后的解吸气；
23、s7.将步骤s4得到的处理的净化气与步骤s6得到的处理的解吸气，通入净化气和解吸气混气罐，通过控制净化气与解吸气的流量调节混合气的配比，得到混合气，混合气经净化气和解吸气混合气压缩机加压，然后经过净化气和解吸气混合气换热器升温后通入cng场站管道下游；
24、进一步的，步骤s7通过测试净化气和解吸气混气罐取样口采集罐内气体含量，保证混合气中co2含量低于cng场站管道内co2含量。
25、进一步的，当步骤s4得到的净化气和步骤s6得到的解吸气不回注到管道气中时，分别进行如下处理：
26、处理后的净化气通入净化气和解吸气混气罐，然后经过净化气和解吸气混合气压缩机加压后，通入ch4气瓶；
27、处理后的解吸气通入净化气和解吸气混气罐，然后经过净化气和解吸气混合气压缩机加压后，通入co2气瓶。
28、本专利技术的有益效果：
29、本专利技术所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，实现实验过程中原料气取自cng场站管道及净化气与解吸气回注管道的工艺，可以很大程度上节约实验成本，几乎无温室气体外排，将对环境的污染降至零。
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1.一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，包括原料气混气罐(1)、净化气储气罐(2)、解吸气储气罐(3)、净化气和解吸气混气罐(4)和吸附脱附塔(5)；
2.根据权利要求1所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，所述CH4气瓶(13)、CO2气瓶(12)、净化气缓冲罐(15)和解吸气缓冲罐(11)构成原料气组分调节系统，所述CH4气瓶(13)和净化气缓冲罐(15)连接，所述CO2气瓶(12)和解吸气缓冲罐(11)连接。
3.根据权利要求2所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，所述吸附脱附塔(5)的外部设置有导热油加热器(22)。
4.根据权利要求3所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，每个管路上安装有调节阀(19)。
5.根据权利要求4所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，所述原料气混气罐(1)、解吸气储气罐(3)、净化气和解吸气混气罐(4)和吸附脱附塔(5)上安装有压力检测仪表(2
6.根据权利要求5所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，所述原料气混气罐(1)、净化气储气罐(2)、解吸气储气罐(3)、净化气和解吸气混气罐(4)上设置有取样口。
7.根据权利要求6所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置，其特征在于，根据不同的实验研究目的，在原料气混合罐(1)中配制不同比例的原料气。
8.一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验方法，依托于权利要求1-7之一所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验方法，其特征在于，步骤S7通过测试净化气和解吸气混气罐取样口采集罐内气体含量，保证混合气中CO2含量低于CNG场站管道内CO2含量。
10.根据权利要求9所述的一种无温室气体外排的天然气VTSA脱碳中试实验方法，其特征在于，当步骤S4得到的净化气和步骤S6得到的解吸气不回注到管道气中时，分别进行如下处理：
...【技术特征摘要】
1.一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，其特征在于，包括原料气混气罐(1)、净化气储气罐(2)、解吸气储气罐(3)、净化气和解吸气混气罐(4)和吸附脱附塔(5)；
2.根据权利要求1所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，其特征在于，所述ch4气瓶(13)、co2气瓶(12)、净化气缓冲罐(15)和解吸气缓冲罐(11)构成原料气组分调节系统，所述ch4气瓶(13)和净化气缓冲罐(15)连接，所述co2气瓶(12)和解吸气缓冲罐(11)连接。
3.根据权利要求2所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，其特征在于，所述吸附脱附塔(5)的外部设置有导热油加热器(22)。
4.根据权利要求3所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，其特征在于，每个管路上安装有调节阀(19)。
5.根据权利要求4所述的一种无温室气体外排的天然气vtsa脱碳中试实验装置，其特征在于，所述原料气混气罐(1)、解吸气储气罐(3)、净化气和解吸气混气罐(4)和吸附脱附塔(5)上安装有压力检测仪表(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙永彪，唐建峰，孙云兵，苏荷欣，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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