[实用新型]煤层气分子筛脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体脱水装置，特别是一种煤层气分子筛脱水装置，它也适用于含水量较大的天然气、油田伴生气、焦炉煤气等的脱水净化处理。

背景技术

目前工业上常采用三甘醇的脱水工艺进行煤层气的脱水处理，脱水装置主要由一个吸收塔构成，煤层气从吸收塔底进入塔中，与下降的三甘醇逆流接触，从而使煤层气中的部分饱和水被三甘醇吸收而脱除，其脱水露点约-5～-15℃。该脱水工艺的主要缺点是脱水露点较高，使被处理的煤层气不适用于北方寒冷地区。

为了降低脱水露点，工业上常采用一种双塔流程的分子筛分离装置进行煤层气的脱水处理，该装置工作时，一塔吸附，一塔再生，二塔吸附、再生交替工作，使吸附连续进行。吸附时，煤层气进入吸附塔中，通过塔中的分子筛时，其中的水份被分子筛吸附，出塔煤层气的露点在-60℃以下。虽然该装置脱水的深度较好（即露点低），但是，由于一般煤层气的水含量都较高，若直接采用分子筛分离装置进行处理，所要求的分子筛脱水装置体积较大，使得再生能耗增大，增加了设备的投资和运行成本。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服已有技术中的缺点，提供一种煤层气分子筛脱水装置，使其既具有较低脱水露点，又能减小设备体积，降低设备投资和运行成本。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

它包括两个或多个干燥/吸附塔、空冷器、水分离器、循环机、电加热器，所述各干燥/吸附塔的塔顶引出管均分为两路，一路通过一个阀门与煤层气进气管相接，另一路也通过一个阀门与空冷器的进气管相接，在所述的煤层气进气管上设有一个前置过滤器，所述空冷器的出气管与水分离器的进气管相接，所述水分离器的出气管通过循环机与电加热器的进气管相接，所述各干燥/吸附塔的塔釜引出管也均分为两路，一路通过一个阀门与煤层气出气管相接，另一路也通过一个阀门与电加热器的出气管相接，其特征是：在所述前置过滤器的进气管上设有一个水冷器。

通过上述技术方案可以看出，本实用新型在双塔或多塔流程的分子筛分离装置的进气管路上增加了一个水冷器，煤层气进气经过冷却后，其中一部分水份可以从煤层气中冷凝分离出来，分离出来的水份经过前置过滤器可以一次性除去，相当于在分子筛分离前进行了一级预处理，从而减轻了分子筛分离装置的脱水负荷。经测试，加入前端预处理后，吸附塔的体积可缩小30%～50%，减少了分子筛用量，降低了再生耗能。体积减小后的分子筛脱水装置适用于普通车辆的运输要求，撬装后可将设备运至偏远的煤层气开采区，可减少反复投入支出。

附图说明

附图是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

参见附图，它包括两个或多个干燥/吸附塔（A、B）、空冷器（3）、水分离器（4）、循环机（5）、电加热器（7），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（A2、B2）与煤层气进气管（9）相接，另一路也通过一个阀门（A1、B1）与空冷器（3）的进气管相接，在所述的煤层气进气管（9）上设有一个前置过滤器（1），所述空冷器的出气管与水分离器（4）的进气管相接，所述水分离器（4）的出气管通过循环机（5）与电加热器（7）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（A3、B3）与煤层气出气管（10）相接，另一路也通过一个阀门（A4、B4）与电加热器（7）的出气管相接，在所述前置过滤器（1）的进气管上设有一个水冷器（11）。图中的件号（6）是储液罐，（8）是后置过滤器。

下面以双塔流程的分子筛分离装置为例说明其工作过程：参见图1，本装置工作时，一塔吸附，一塔再生，假设塔（A）处于吸附阶段，塔（B）处于再生阶段，这时，塔顶阀门（A2）、（B1）开启，塔顶阀门（B2）、（A1）关闭；塔釜阀门（A3）、（B4）开启、塔釜阀门（A4）、（B3）关闭。其吸附过程为：煤层气原料先经过水冷器（11）的冷却后，其中一部分的水份被冷凝出，冷凝出的水份经过过滤器（1）的过滤而除去，除去部分水份的煤层水经阀门（A2）从塔顶进入塔（A）中，经过塔中填充的分子筛的吸附作用，脱水后的干燥煤层气从塔釜出来（脱水露点为-60℃以下），经过塔釜阀门（A3）和后置过滤器（8）出装置。再生过程为：塔（B）使用系统已脱水的煤层气，经加热器（7）升温到约220℃，从塔釜进入塔（B），将塔中分子筛吸附的水份蒸发并带出，同时自身温度下降至约120℃后从塔顶出来，经过空冷器（3），温度降至约40℃，气体中的水份被冷凝成雾滴，再经过水气分离器（4），将冷凝水分离并排出，不凝的煤层气再依次经过循环机（5）的加压、电加热器（7）的加热升温至约220℃后，再进入塔（B），形成循环，直到分子筛的水份被完全解析。当分子筛中的水被解吸到工艺要求的值时，通过上述阀门的切换，塔（B）转为吸咐，塔（A）转为再生，如此循环，使脱水工艺流程连续进行。