天然气前置式干燥器脱水工艺中露点仪的应用
前置式干燥器脱水工艺
一般地,前置式天然气干燥器*主要的优点是在压缩前将天然气中存在的水分脱除,给天然气压缩机提供较好品质的天然气,延长压缩机气阀、活塞环、填料函等运动密封件的使用寿命。另一方面,由于大多数的管输天然气在长距离集输前,经过了相当程度的净化,其中的水分含量很低,此时采用前置式干燥器,由于天然气压力较低,整个脱水系统压力等级较低,设计、制造、检验、运行、维护管理都较简便,一次性投资费用少。因此,实际运行成本较低(特别是在加气母站运行的干燥器),这也是大部分的天然气加气站采用前置式干燥器的重要原因之一。天然气前置式干燥器脱水工艺中露点仪的应用其他产品:微量氧分析仪,药品残氧仪,露点仪,热导气体分析仪,GE流量计,OX-1氧传感器,顶空分析仪,红外气体分析仪,高温湿度仪,西门子U23分析仪,ppb微量水分析仪,OXY.IQ氧分析仪,烟气湿度仪,燃气热值仪,Kaye温度验证仪,L&W白度,仪激光氧分析仪,压缩空气露点仪,干燥机露点仪,激光气体分析仪,便携式露点仪,便携式微量氧分析仪西门子氧电池\oxy-12\ultramat-23代表U23氧模块价格|PID传感器

闭式循环再生干燥器工艺流程见图1。利用两组阀门(A塔侧的切换阀A1~4和B塔侧的切换阀B1~4)的开启或关闭组合,使天然气在从循环风机,经过加热器,到吸附塔(A塔或B塔),再通过冷却器、分离器,*后又回到循环风机,形成封闭循环的气流。此循环中的天然气即是再生气,功能是将吸附在塔内分子筛内孔壁面上的水分子带出吸附塔。
假设A塔工作,B塔再生,其工艺流程如下:当A塔工作时,湿气体经稳压罐稳压后,经过入口过滤器和切换阀A1进入干燥器的A塔脱水干燥。脱水后的干燥气体由上端出气,经过滤器后汇入压缩机进气总管。另一塔(B塔)则通过阀门的开启、关闭与循环风机、冷却器、加热器等组成一个闭式循环回路。再生时,循环风机将气体送往加热器加热至一定温度,然后进入B塔吹洗吸附剂,使其获得活化再生。A塔与B塔的吸附-再生过程交替进行,自动切换,供气过程得以连续不断。天然气前置式干燥器脱水工艺中露点仪的应用
由于分子筛内部的微孔壁面对水分子类的极性分子有着强烈的吸附力,再生时,水分子需要获得足够的能量,才能挣脱这种分子间的吸附力。因此再生气在进入吸附塔前,需要被加热到一定温度,通常是200~300℃,其目的是:将能量通过热交换传递给水分子和分子筛;通过提高再生气的温度,以降低再生气的相对湿度,使其获得携带水蒸气分子的能力,将分子筛内解吸出来的水分子带出吸附塔,实现再生的目的。
出塔后的再生气,温度较高,携带了大量的水蒸气,在冷却器中冷却后,水蒸气凝结成液态水,通过分离器分离后排出。
闭式再生循环中实现气体循环的动力来自于循环风机,它是干燥器能否实现分子筛再生的关键。目前广泛使用的是罗茨鼓风机,主要应用于鼓风压力不超过0.1MPa的工业领域。采用罗茨鼓风机作为循环动力时,需选用带机械密封的天然气专用型,以防止润滑油进入机壳,污染分子筛。
4.2 后置式干燥器脱水工艺
后置式天然气干燥器实际上是加压冷却脱水法和吸附分离法的串联应用。先利用压缩机在逐级的压缩-冷却过程中,将天然气中的大量水分脱出,再采用吸附分离法进行深度干燥。由于天然气在压缩过程中已脱出了其原始含水量中95%以上的水分,因此,与前置干燥器相比,同等处理量的后置干燥器具有更小的体积,其电加热功率也较低。
在某些特定区域,如川、渝地区油气田,天然气未进行处理,天然气中的水分含量不稳定,且气体中还含有大量的有害杂质。1989年,后置式天然气干燥器应用在我国**个采用国产设备的四川荣县天然气加气站。可见,采用后置式天然气干燥器*大的优点是,对气源天然气的品质要求不高,因而特别适合于水分含量不确定或需要在进站前脱除硫化氢的场所。
关于硫化氢的脱除,目前对于管道天然气主要是采用化学反应转化法:
Fe203+3H2S+H20=Fe2S3·H20+3H20
可见在脱硫过程中,干燥的管道天然气被重新加湿。此时若采用前置式脱水装置,其造价和运行费用将远高于同等处理量的后置式干燥器,因此后置式天然气干燥器成为主要的选择。天然气前置式干燥器脱水工艺中露点仪的应用
后置式天然气干燥器在进行脱水前先滤除从压缩机中带出来的润滑油,因此干燥后的气体不再需要进行处理,且气体脱水程度更高,常压下水露点可以达到-80℃。开式再生干燥器工艺流程见图2。
在图2的流程中,再生气有两个出口,根据不同情况分别采用其中一种。对于空气等低价值气体,通常是将再生气放空处理,以降低处理成本;而对于天然气等高价值气体,则将再生气回流到压缩机前的进气管道中,将其回收,重新压缩、干燥。
回收的天然气虽然回到压缩机的进气管道进行重新压缩、干燥,但在此并不是一个简单的循环。出塔的再生气在冷却器、分离器中将凝结水分离出系统后,变成了饱和气。在重新压缩的过程中,其中的绝大部分水分冷凝而被排出压缩机外。此外,由于再生气的体积流量只占压缩机进气体积流量的3%左右,再次进入干燥器的再生气携带的水分只占原始含水量的0.6%~0.9%。因此采用此方法回收的天然气,不会形成循环干燥。
对后置干燥器运行成本影响*大的是再生气。再生气的选取可采用两种方式(见图2):干燥后的成品气,从其他气源取气。
由于再生气需要干燥器处理量(体积流量)的3%左右的气体,而天然气的压缩所耗电费大约为0.11元/m3,因此消耗的成品气意味着运行成本的增加。对于一座日产15000m3/d的标准站,按3%的耗气率计算的再生气消耗的电费约为1.8×104元/a。为了降低这部分运行费用,便产生了采用其他气源的干燥方式。
对于其他气源的选取,目前主要的方法是从压缩机的**压缩后的管道上引出少量天然气,经过加热后作为再生气体。由于天然气只经过了**压缩,消耗的电力也相应减少。对于四级压缩的压缩机,如果按等压力比分配各级的压缩比,则每级消耗的电能在理论上相等,采用**压缩后引出的再生气,消耗的电费只有采用引自成品气的再生气的25%。天然气前置式干燥器脱水工艺中露点仪的应用
对于天然气进气压力较高、拥有较低压力的城市管网的天然气公司,可以直接采用进站的天然气作为再生气,完成再生流程后再进入城市管网。此方式既消除了对压缩机供气量的消耗,增加了售气量,又没有消耗压缩电费,是*经济的再生方式。
另一方面,由于管道天然气的含水量较高,而**压缩后的天然气在冷却后属于饱和气体,均不适于作为冷却再生塔的气体,因此在冷却再生塔的过程中,仍然需要从成品气中引出冷却气体,这便带来了成本的升高以及运行操作的复杂性。因此综合各方面的情况,目前工业上应用*广泛的仍是采用引自成品气的再生方式。
关于加热器的选择,理论上加热器采用压缩机的某级级间压缩后的热量作为热源是*经济的方式,此时只需要补充很少的热能甚至不补充热能即可以满足再生气的加热需要。但是,由于在实际运行和操作中需要考虑的因素较多,实现这种方式加热的实例极少,广泛应用的仍是电加热方式。
同一处理量的干燥器,在外形尺寸、技术指标和能耗上相差较大,这主要是由于各厂家的设计结构和加热方式不同所致。
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