降压零排放的节能型气体脱水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种降压零排放的节能型气体脱水装置，它适应于中、高压（＞２．０ＭＰａ）双塔或多塔分子筛脱水工艺。它包括过滤器（１）、两个或多个干燥／吸咐塔（２Ａ、２Ｂ）、空冷器（３）、气水分离器（４）、循环风机（５）、电加热器（６）、气／气换热器（８）、变频器（１２）。本实用新型专利技术的特点是在循环风机的出气口处分支出一个再生排放支路，并将该再生排放支路并入吸咐进气管。这样，可以在再生时将再生回路排出的干气体抽出而排入吸咐回路，使得再生塔降压，降压后，再通过阀门的切换，恢复再生回路。这样，既实现了降压再生，又实现了零排放，减少了再生时间，从而降低了能耗，延长了分子筛的使用寿命。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种从混合气体(天然气、煤层气、石油伴生气，焦炉气，煤制气， 碳基合成中CO气，石油化工中H2气，食品级CO2等)中脱除水的气体脱水装置，特别涉及一 种降压零排放的节能型气体脱水装置。它适用于中、高压(> 2. OMpa)双塔或多塔分子筛 吸咐脱水工艺。技术背景 目前，混合气体(如天然气)的脱水处理工业上常采用一种等压零排放的双塔流 程工艺。工作时，一塔吸咐，另一塔再生，当吸咐饱和后，吸咐塔立即转为再生，而再生塔立 即转为吸咐，使脱水过程连续进行。其中吸咐工艺采用是分子筛吸咐流程，再生工艺采用的 是热再生工艺流程，它用热蒸发的方法使吸满水分的分子筛得到解吸。参见图2，其吸咐流 程是混合气体经过过滤器100的过滤，从进气管900经阀门IOA从吸咐塔200A的塔顶进 入塔中，再经过塔中的分子筛从塔釜排出，混合气体在通过分子筛时，其中的水分被吸附， 即可满足脱水要求，从塔釜排出的气体经阀门30A、出气管1100和过滤器700出装置。再生 工艺流程是干燥塔200B使用外界送来的已脱水的混合气体(或气水分离器400出来干气 体)经电加热器600的加热升温，经阀门40B从干燥塔200B的塔釜进入塔中，使塔中分子 筛吸附的水份蒸发而带出，蒸发出的湿热气从塔顶排出，经阀门20B进入气/气换热器800， 与气水分离器400出来的冷干气换冷降温，然后进入空冷器300继续冷却，使气体中的水份 被冷凝成雾滴，再经过气水分离器400的气水分离，将冷凝水分离而排放，不凝气经循环风 机500的加压，进入气/气换热器800，与干燥塔200B塔顶出来的湿热气体换热升温后，进 入电加热器600，经过电加热器600的加热，使气体温度达到分子筛解吸的温度要求后，经 阀门40B进入干燥塔200B，形成循环，不断循环，分子筛中的水分被解吸。上述工艺流程是一种等压零排放工艺流程，即吸咐和解吸的压力相同，而且无废 气排放。这种等压零排放工艺只适用于常规压力(20kPa)工况，但对于中、高压的吸咐压力 (大于2. OMPa)来说，如果仍采用等压解吸，就会使解吸温度升高很多(因为压力越高，水的 沸点温度越高)，这不仅会增加能耗，还会减少分子筛的使用寿命，而且也会使解吸时间过 长，如果解吸时间过长的话，还需要增加吸咐或干燥塔来平衡吸咐和解吸时间，从而引起投 资增加。因此，怎样在零排放的同时又能降压再生是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种适用于中、高压吸附 工况的降压零排放的节能型气体脱水装置，从而达到节省能源和延长分子筛使用寿命的目 的。为实现上述目的，本技术的技术方案如下它至少由两个或多个干燥/吸咐塔、空冷器、气水分离器、循环风机、电加热器、气 /气换热器组成，所述各干燥/吸附塔的塔顶引出管均分为两路，一路通过一个阀门并入进料气管，另一路也通过一个阀门并入塔顶总引出管，所述的塔顶总引出管与气/气换热器 的热气进气管相接，气/气换热器的热气出气管与空冷器的进气管相接，所述空冷器的出 气管与气水分离器的进气管相接，所述气水分离器的出气管与循环风机的进气管相接；所 述各干燥/吸附塔的塔釜引出管也均分为两路，一路通过一个阀门并入出料气管，另一路 也通过一个阀门并入电加热器的出气管，加热器的进气管与气/气换热器的冷气出气管相 接，其改进结构是所述循环风机的出气管分为两路，一路通过一个阀门与气/气换热器的 冷气进气管相接，另一路也通过一个阀门并入进料气管。本技术进一步改进的技术方案如下所述的循环风机上装有变频器。通过上述技术方案可以看出，本技术在循环风机的出气口处分支出一个再生 排放支路，并将该再生排放支路并入吸附进气管。这样，可以在再生时将再生回路排出的干 气体加压抽出而排到吸附回路，使得再生塔降压，降压后，再通过阀门的切换，恢复再生回 路。这样，既实现了降压再生，又实现了零排放，从而降低了能耗，也避免了因再生温度过高 而使分子筛寿命缩短，延长了分子筛的使用寿命。本技术进一步实现上面操作的方案 是在循环风机上加设变频器，在再生开始时通过变频控制使循环风机加速将再生回路中的 气体抽出，实现降压，而在再生回路降压后，再控制循环风机减速运行，进入正常再生循环， 从而减少再生时间。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是等压零排放双塔分子筛气体脱水装置的结构示意图。具体实施方式下面仍双塔流程为例说明本装置的结构和工作原理。参见图1，它包括两个干燥/吸咐塔2A、2B、空冷器3、气水分离器4、循环风机5、电 加热器6和气/气换热器8，两个干燥/吸附塔2A、2B的塔顶引出管分为两路，塔2A的第 一路通过阀门1A并入进料气管9，塔2B的第一路也通过阀门1B并入进料气管9，塔2A的 第二路通过阀门2A并入塔顶总引出管10，塔2B的第二路通过阀门2B并入总引出管10，所 述的塔顶总引出管10与气/气换热器8的热气进气管相接，气/气换热器的热气出气管与 空冷器3的进气管相接，所述空冷器的出气管与气水分离器4的进气管相接，所述气水分离 器4的出气管与循环风机5的进气管相接，所述循环风机5的出气管分为两路，一路通过阀 门7A与气/气换热器8的冷气进气管相接，另一路通过阀门7B并入进料气管9 ；两个干燥 /吸附塔2A、2B的塔釜引出管也分为两路，塔2A的第一路通过阀门3A并入出料气管11，塔 2B的第一路通过阀门3B并入出料气管11，塔2A的第二路通过阀门4A并入电加热器6的 出气管，塔2B的第二路通过阀门4B并入电加热器6的出气管，加热器6的进气管与气/气 换热器8的冷气出气管相接。所述的循环风机5上装有变频器12，通过控制该变频器的频率变化改变循环风机 5的转速，使其在再生开始时快速转动，快速排出气体，使再生塔快速降压，在恢复正常再生 时，再减速，使循环风机输出正常循环推力，进一步节能。本装置的工作流程如下假设装置处在塔2A吸附、塔2B再生的状态，则开启塔顶阀门1A、2B，关闭塔顶阀门 1B、2A ；开启塔釜阀门3A、4B、关闭塔釜阀门4A、3B ；在吸咐过程中，混合气体通过过滤器1过滤，将其中的雾滴过滤下来，然后通过阀 门1A进入塔2A，气体穿过塔中的分子筛，使气体中的水分被分子筛吸附，然后从塔釜出来， 通过阀门3A和过滤器13出装置，完成吸咐过程。在再生开始时，阀门7B打开，阀门7A关闭，这时，塔2B塔顶出来的湿热气通过阀 门2B、气/气换热器8、空冷器3、气水分离器4后变成冷干气，然后由循环风机5变频加压、 通过阀门7B加速排入进料气管9，该排入的气体与进料气管中的进料气体一起经过吸咐塔 2A后排出装置，不断循环排出，使干燥塔2B中的压力下降，当压力下降至分子筛解吸所适 合的压力(并参考能耗要求)时，即将阀门7B关闭，而将阀门7A打开，同时，循环风机5变 频减速，以能推动气体循环的速度均速运行，这时，塔2B塔顶排出的湿热气通过阀门2B进 入换热器8，与循环风机出来的冷干气换冷，这相当于在空冷之前进行一次预冷，然后进入 空冷器3冷却，冷却后，湿热气中的水份被冷凝成雾滴，再经过气水分离器4的分离，气体中 冷凝的雾滴被分离排放，不凝的冷干气经循环风机5的加压，再经阀门7A进入换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压零排放的节能型气体脱水装置，它至少由两个或多个干燥／吸咐塔（２Ａ、２Ｂ）、空冷器（３）、气水分离器（４）、循环风机（５）、电加热器（６）、气／气换热器（８）组成，所述各干燥／吸附塔的塔顶引出管均分为两路，一路通过一个阀门（１Ａ或１Ｂ）并入进料气管（９），另一路也通过一个阀门（２Ａ或２Ｂ）并入塔顶总引出管（１０），所述的塔顶总引出管（１０）与气／气换热器（８）的热气进气管相接，气／气换热器的热气出气管与空冷器（３）的进气管相接，所述空冷器的出气管与气水分离器（４）的进气管相接，所述气水分离器（４）的出气管与循环风机（５）的进气管相接；所述各干燥／吸附塔的塔釜引出管也均分为两路，一路通过一个阀门（３Ａ或３Ｂ）并入出料气管（１１），另一路也通过一个阀门（４Ａ或４Ｂ）并入电加热器（６）的出气管，加热器（６）的进气管与气／气换热器的冷气出气管相接，其特征是：所述循环风机（５）的出气管分为两路，一路通过一个阀门（７Ａ）与气／气换热器（８）的冷气进气管（９）相接，另一路也通过一个阀门（７Ｂ）并入进料气管（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文效，赵仁杰，陈龙，李伟，李海岩，
申请(专利权)人：陕西高芯超滤膜科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]