本發(fā)明屬于天然氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LNG原料氣脫水裝置。
背景技術(shù)：
天然氣常用的脫水方法主要有低溫分離法、溶劑吸收法、固體吸附法和膜分離法等。LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然氣)在生產(chǎn)、儲運(yùn)會在低溫下約-162℃的過程中進(jìn)行，為了避免原料氣中的水分在低溫環(huán)境下凍結(jié)而堵塞冷箱和閥門等設(shè)備，影響整個(gè)LNG工廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行，需要對LNG原料氣中的水分進(jìn)行深度脫除，水分的含量通常要求在1ppm以下，因此，LNG原料氣脫水一般采用分子篩作為吸附劑的固體吸附法。
目前，LNG原料氣脫水工藝通常是雙塔或者三塔流程，雙塔流程是一塔進(jìn)行吸附操作另一塔進(jìn)行再生，而三塔流程一般是一塔吸附其余兩塔進(jìn)行再生操作。但是，在實(shí)際運(yùn)行中有的液化工廠天然氣處理量尚且不足設(shè)計(jì)處理量的一半，當(dāng)在較小的處理量運(yùn)行時(shí)，就會使得分子篩脫水系統(tǒng)再生氣用量大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差，再生能耗高。
因此，如何設(shè)計(jì)一種具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好且再生能耗低的原料氣脫水裝置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種LNG原料氣脫水裝置，投入運(yùn)行的吸附塔數(shù)量可隨天然氣處理量進(jìn)行調(diào)整，具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好且再生能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種LNG原料氣脫水裝置，包括第一吸附塔、第二吸附塔以及第三吸附塔，第一升壓器，第二升壓器，第三升壓器，以及依次連通的降壓器、再生氣冷卻器、再生氣氣液分離器，
均與所述第一吸附塔的第一端口連通的第一進(jìn)氣管道和第一冷吹排出管道，
均與所述第一吸附塔的第二端口連通的第一升壓管道、第一出氣管道、和第一熱吹進(jìn)入管道，
均與所述第二吸附塔的第一端口連通的第二進(jìn)氣管道和第二冷吹排出管道，
均與所述第二吸附塔的第二端口連通的第二升壓管道、第二出氣管道、和第二熱吹進(jìn)入管道，
均與所述第三吸附塔的第一端口連通的第三進(jìn)氣管道和第三冷吹排出管道，
均與所述第三吸附塔的第二端口連通的第三升壓管道、第三出氣管道、和第三熱吹進(jìn)入管道，
連通所述降壓器和所述再生氣冷卻器的降壓排出管道，
串接于所述第一進(jìn)氣管道的第一進(jìn)氣閥，串接于所述第二進(jìn)氣管道的第二進(jìn)氣程控閥，串接于所述第三進(jìn)氣管道的第三進(jìn)氣程控閥，串接于所述第一冷吹排出管道的第一塔頂冷吹閥，串接于所述第二冷吹排出管道的第二塔頂冷吹閥，串接于所述第三冷吹排出管道的第三塔頂冷吹閥，串接于所述第一升壓管道的第一升壓器，串接于所述第二升壓管道的第二升壓器，串接于所述第三升壓管道的第三升壓器，串接于所述第一出氣管道的第一脫水閥，串接于所述第二出氣管道的第二脫水閥，串接于所述第三出氣管道的第三脫水閥，串接于所述第一冷吹進(jìn)入管道的第一熱吹進(jìn)入閥，串接于所述第二冷吹進(jìn)入管道的第二熱吹進(jìn)入閥，串接于所述第三冷吹進(jìn)入管道的第三熱吹進(jìn)入閥，
其中，所述第一進(jìn)氣管道、所述第二進(jìn)氣管道和所述第三進(jìn)氣管道均與所述原料進(jìn)氣管道連通；
所述第一冷吹排出管道、第二冷吹排出管道和第三冷吹排出管道均與所述降壓器連通；
所述第一升壓管道、所述第二升壓管道和所述第三升壓管道均與所述輸出管道連通；
所述第一出氣管道、所述第二出氣管道和所述第三出氣管道均與所述輸出管道連通；
所述第一冷吹進(jìn)入管道、所述第二冷吹進(jìn)入管道和所述第三冷吹進(jìn)入管道均與所述輸出管道連通。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，還包括與所述降壓排出管道并聯(lián)連通的熱回收管道、換熱器、串聯(lián)于所述降壓排出管道的第二程控閥、和串接于所述熱回收管道的第三程控閥，所述換熱器熱媒管道為所述輸出管道。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，還包括串聯(lián)于所述輸出管道上，且均與所述第一熱吹進(jìn)入閥、所述第二熱吹進(jìn)入閥、所述第三熱吹進(jìn)入閥、和所述換熱器連通的再生氣加熱器。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，還包括串聯(lián)于所述輸出管道上的凈化裝置。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，所述凈化裝置為粉塵過濾器。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，所述第一升壓器為串聯(lián)連接的第一升壓閥和第一升壓阻力元件，
第二升壓器為串聯(lián)連接的第二升壓閥和第二升壓阻力元件，
第三升壓器為串聯(lián)連接的第三升壓閥和第三升壓阻力元件。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，還包括串聯(lián)于所述輸出管道上的第四阻力元件。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，所述降壓器包括：
第一程控閥；
并聯(lián)設(shè)置在所述第一程控閥兩端的第一阻力元件。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，還包括串聯(lián)于所述再生氣氣液分離器的排出污水端口上的第二阻力元件。
優(yōu)選地，在上述LNG原料氣脫水裝置中，所述第一升壓阻力元件、所述第二升壓阻力元件、所述第三升壓阻力元件、所述第一阻力元件、所述第二阻力元件、和所述第三阻力元件均包括截止閥或限流孔板。
本發(fā)明所提供的一種LNG原料氣脫水裝置，該裝置中有三個(gè)分子篩吸附塔，當(dāng)液化工廠的天然氣處理量在設(shè)計(jì)條件附近運(yùn)行時(shí)，脫水裝置的其中兩個(gè)吸附塔處于吸附操作，而另一個(gè)吸附塔處于再生操作。當(dāng)液化工廠的天然氣處理量僅為設(shè)計(jì)處理量的一半或者更低時(shí)，脫水裝置的其中一個(gè)吸附塔處于停運(yùn)狀態(tài)，而另外兩個(gè)吸附塔則依次進(jìn)行吸附、再生操作。本發(fā)明提供的LNG原料氣脫水裝置，投入運(yùn)行的吸附塔數(shù)量可隨天然氣處理量進(jìn)行調(diào)整，具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好且再生能耗低的優(yōu)點(diǎn)，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中，雙塔流程是一塔進(jìn)行吸附操作另一塔進(jìn)行再生，而三塔流程一般是一塔吸附其余兩塔進(jìn)行再生操作所造成的脫水裝置再生氣用量大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差，再生能耗高。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明所提供的LNG原料氣脫水裝置的工藝流程圖。
上圖中：第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B、第三吸附塔D1C；第一進(jìn)氣程控閥K1A、第二進(jìn)氣程控閥K1B、第三進(jìn)氣程控閥K1C；第一脫水閥門K2A、第二脫水閥門K2B、第三脫水閥門K2C；第一塔頂冷吹閥K3A、第二塔頂冷吹閥K3B、第三塔頂冷吹閥K3C；第一熱吹進(jìn)氣閥K4A、第二熱吹進(jìn)氣閥K4B、第三熱吹進(jìn)氣閥K4C；第一升壓閥K5A、第二升壓閥K5B、第三升壓閥K5C；第一升壓阻力元件V1A、第二升壓阻力元件V1B、第三升壓阻力元件V1C；第一開關(guān)閥K6、第二開關(guān)閥K7、第三開關(guān)閥K8；第一阻力元件V2、第二阻力元件V3、第三阻力元件V4；粉塵過濾器F1；再生氣加熱器H1；換熱器E1；再生氣冷卻器E2；再生氣氣液分離器S1；原料氣A、凈化氣B、再生氣C、污水D。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心是提供一種LNG原料氣脫水裝置，投入運(yùn)行的吸附塔數(shù)量可隨天然氣處理量進(jìn)行調(diào)整，具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好且再生能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參考圖1，本發(fā)明所提供的一種LNG原料氣脫水裝置，包括第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B以及第三吸附塔D1C，，第一升壓器，第二升壓器，第三升壓器，以及依次連通的降壓器、再生氣冷卻器E2、再生氣氣液分離器S1。還包括均與第一吸附塔D1A的第一端口連通的第一進(jìn)氣管道和第一冷吹排出管道，均與第一吸附塔D1A的第二端口連通的第一升壓管道、第一出氣管道、和第一熱吹進(jìn)入管道，均與第二吸附塔D1B的第一端口連通的第二進(jìn)氣管道和第二冷吹排出管道，均與第二吸附塔D1B的第二端口連通的第二升壓管道、第二出氣管道、和第二熱吹進(jìn)入管道，均與第三吸附塔D1C的第一端口連通的第三進(jìn)氣管道和第三冷吹排出管道，均與第三吸附塔D1C的第二端口連通的第三升壓管道、第三出氣管道、和第三熱吹進(jìn)入管道。連通降壓器和再生氣冷卻器E2的降壓排出管道。串接于第一進(jìn)氣管道的第一進(jìn)氣閥K1A，串接于第二進(jìn)氣管道的第二進(jìn)氣程控閥K1B。串接于第三進(jìn)氣管道的第三進(jìn)氣程控閥K1C。串接于第一冷吹排出管道的第一塔頂冷吹閥K3A。串接于第二冷吹排出管道的第二塔頂冷吹閥K3B。串接于第三冷吹排出管道的第三塔頂冷吹閥K3C。串接于第一升壓管道的第一升壓器。串接于第二升壓管道的第二升壓器。串接于第三升壓管道的第三升壓器。串接于第一出氣管道的第一脫水閥K2A。串接于第二出氣管道的第二脫水閥K2B。串接于第三出氣管道的第三脫水閥K2C。串接于第一冷吹進(jìn)入管道的第一熱吹進(jìn)入閥K4A。串接于第二冷吹進(jìn)入管道的第二熱吹進(jìn)入閥K4B。串接于第三冷吹進(jìn)入管道的第三熱吹進(jìn)入閥K4C。
其中，第一進(jìn)氣管道、第二進(jìn)氣管道和第三進(jìn)氣管道均與原料進(jìn)氣管道連通。第一冷吹排出管道、第二冷吹排出管道和第三冷吹排出管道均與降壓器連通。第一升壓管道、第二升壓管道和第三升壓管道均與輸出管道連通。第一出氣管道、第二出氣管道和第三出氣管道均與輸出管道連通。第一冷吹進(jìn)入管道、第二冷吹進(jìn)入管道和第三冷吹進(jìn)入管道均與輸出管道連通。
本發(fā)明所提供的一種兩塔同時(shí)吸附的LNG原料氣脫水裝置，該裝置中有三個(gè)分子篩吸附塔，包括第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B以及第三吸附塔D1C，吸附塔的上部和下部分別設(shè)有管線與閥門相連接。通過程序控制三個(gè)吸附塔可以交替的進(jìn)行吸附、泄壓、熱吹、冷吹和升壓操作，每個(gè)塔的規(guī)格、型號相同，裝填有相同數(shù)量的分子篩，相同位置的程控閥規(guī)格相同，具有對稱性和互換性。當(dāng)液化工廠的天然氣處理量在設(shè)計(jì)條件附近運(yùn)行時(shí)，脫水裝置的其中兩個(gè)吸附塔處于吸附操作，而另一個(gè)吸附塔處于再生操作。當(dāng)液化工廠的天然氣處理量僅為設(shè)計(jì)處理量的一半或者更低時(shí)，脫水裝置的其中一個(gè)吸附塔處于停運(yùn)狀態(tài)，而另外兩個(gè)吸附塔則依次進(jìn)行吸附、再生操作。本發(fā)明提供的LNG原料氣脫水裝置，投入運(yùn)行的吸附塔數(shù)量可隨天然氣處理量進(jìn)行調(diào)整，具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好且再生能耗低的優(yōu)點(diǎn)，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中，雙塔流程是一塔進(jìn)行吸附操作另一塔進(jìn)行再生，而三塔流程一般是一塔吸附其余兩塔進(jìn)行再生操作所造成的脫水裝置再生氣用量大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差，再生能耗高。
進(jìn)一步，本方案還包括與降壓排出管道并聯(lián)連通的熱回收管道、換熱器E1、串聯(lián)于降壓排出管道的第二程控閥K7、和串接于熱回收管道的第三程控閥K8，換熱器E1熱媒管道為輸出管道。換熱器E1可用于回收熱吹氣的熱量，降低再生能耗。熱回收管道和熱媒管道在換熱器E1內(nèi)部進(jìn)行熱交換。第二程控閥K7用于控制減壓排出管道的關(guān)閉，第三程控閥K8用于控制熱媒管道的關(guān)閉。
本方案還包括串聯(lián)于輸出管道上，且均與第一熱吹進(jìn)入閥K4A、第二熱吹進(jìn)入閥K4B、第三熱吹進(jìn)入閥K4C、和換熱器E1連通的再生氣加熱器H1。本方案還包括串聯(lián)于輸出管道上的凈化裝置。凈化裝置可以為粉塵過濾器F1，用于過濾隨天然氣中帶出的分子篩粉塵，以避免粉塵帶入下游工序?qū)罄m(xù)的設(shè)備管線等造成堵塞。如圖1所示，換熱器E1的冷媒接口連接再生氣加熱器H1以及粉塵過濾器F1的出口端。再生氣加熱器H1用于將經(jīng)過換熱器E1預(yù)熱后的天然氣加熱到設(shè)定值如280℃后作為吸附塔的熱吹氣。換熱器E1與粉塵過濾器F1之間連接有第三阻力元件V4。再生氣包括熱吹氣和冷吹氣的來源為經(jīng)吸附處理后通過粉塵過濾器F1的凈化氣，流量的大小可以通過安裝在管線上的第三阻力元件V4控制。在一種實(shí)際操作過程中，脫水裝置設(shè)置的熱量綜合回收利用的換熱器E1，在進(jìn)行再生熱吹時(shí)，因?yàn)閺奈剿敳颗懦龅臒岽禋鉁囟容^高，若直接進(jìn)入再生氣冷卻器E2則此部分熱量得不到回收利用，通過打開第八開關(guān)閥K8、關(guān)閉第七開關(guān)閥K7，讓熱吹氣先進(jìn)入換熱器E1預(yù)熱進(jìn)入再生氣加熱器H1前的天然氣，使得熱量得到充分的回收利用。當(dāng)在進(jìn)行再生冷吹時(shí)，通過關(guān)閉第八開關(guān)閥K8、打開第七開關(guān)閥K7，讓冷吹直接進(jìn)入再生氣冷卻器E2。
本裝置設(shè)置有升壓組件，即第一升壓閥和第一升壓阻力元件、第二升壓閥和第二升壓阻力元件、以及第三升壓閥、第三升壓阻力元件，通過取一部分脫水后的天然氣對完成冷吹操作的吸附塔升壓。第一吸附塔D1A的升壓系統(tǒng)由第一升壓閥K7A、第一升壓阻力元件V1A及相應(yīng)的管道組成。第二吸附塔D1B的升壓系統(tǒng)由第二升壓閥K7B、第二升壓阻力元件V1B及相應(yīng)的管道組成。第三吸附塔D1C的升壓系統(tǒng)由第三升壓閥K7C、第三升壓阻力元件V1C及相應(yīng)的管道組。其中，第一升壓閥K7A、第二升壓閥K7B和第三升壓閥K7C為開關(guān)閥在管路中只有通斷作用，而第一升壓阻力元件V1A、第二升壓阻力元件V1B和第三升壓阻力元件V1C為設(shè)置的阻力元件，其阻力大小可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，通過調(diào)整其阻力的大小可以控制系統(tǒng)升壓的速度，以免出現(xiàn)吸附塔升壓速度過快而損壞分子篩床層的情況出現(xiàn)。
本裝置還設(shè)置有降壓組件，即為降壓器，包括第一程控閥K6、并聯(lián)設(shè)置在第一程控閥K6兩端的第一阻力元件V2，用于給吸附塔在進(jìn)行熱吹操作前泄壓。泄壓系統(tǒng)由第一開關(guān)閥K6、第一阻力元件V2及相應(yīng)的管道組成。第一開關(guān)閥K6為開關(guān)閥在管路中只有通斷作用，而第一阻力元件V2為設(shè)置的阻力元件，其阻力大小可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，通過調(diào)整其阻力的大小可以控制系統(tǒng)泄壓的速度，以免出現(xiàn)吸附塔泄壓速度過而損壞分子篩床層的情況出現(xiàn)。該分子篩系統(tǒng)的泄壓操作分兩階段：第一階段，在剛開始泄壓操作時(shí)因吸附塔和下游裝置再生氣氣液分離器S1的壓差較大，只打開第一阻力元件V2、和第一塔頂冷吹閥K3A、第二塔頂冷吹閥K3B和第三塔頂冷吹閥K3C中的一個(gè)，以保證泄壓速度不超過0.3Mpa/min，符合天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范SY/T0076-2008的要求；第二階段，打開第一開關(guān)閥K6、第一阻力元件V2、和第一塔頂冷吹閥K3A、第二塔頂冷吹閥K3B和第三塔頂冷吹閥K3C中的一個(gè)將分子篩床層的壓力泄壓到設(shè)定值。泄壓可以實(shí)現(xiàn)分子篩床層的降壓再生，因吸附脫水的原理是利用水分子和分子篩間范德瓦爾斯力的一個(gè)物理吸附過程，在較低的壓力下有利于再生操作，可以使分子篩吸附劑得到充分地再生，使其徹底地恢復(fù)重新吸收水分的能力，從而保證LNG原料氣的脫水指標(biāo)合格。
更進(jìn)一步，再生氣氣液分離器S1的排出污水端口上設(shè)置有第二阻力元件V3，用于控制污水D的排放速度。輸出管道上還串聯(lián)有第三阻力元件V4。本文所提的第一升壓阻力元件V1A、第二升壓阻力元件V1B、第三升壓阻力元件V1C、第一阻力元件V2、第二阻力元件V3、和第三阻力元件V4均包括截止閥或限流孔板，能夠減緩管線中氣體、液體的壓力和流速。
在一種具體實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明所提供的一種LNG原料氣脫水裝置，天然氣通過入口管線與第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B和第三吸附塔D1C相連。當(dāng)在較小的處理量運(yùn)行時(shí)，天然氣進(jìn)入經(jīng)由其中一個(gè)吸附塔，脫除水后的天然氣通過吸附塔塔底的排出管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1，過濾后的凈化氣B一部分輸出到下游工序，另一部分作為本單元的再生氣C包括熱吹氣和冷吹氣，其流量的大小可通過第三阻力元件V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，再生氣C經(jīng)換熱器E1預(yù)熱后進(jìn)入再生氣加熱器H1加熱到設(shè)定的溫度約280℃，然后通過吸附塔底部的再生入口閥組進(jìn)入其中另一個(gè)吸附塔對其床層進(jìn)行再生，再生氣C通過吸附塔頂部的再生氣排氣閥排出后經(jīng)換熱器E1回收熱量后進(jìn)入再生氣冷卻器E2，冷吹時(shí)則不進(jìn)入換熱器E1而直接進(jìn)入再生氣冷卻器E2，冷卻后的再生氣C進(jìn)入再生氣氣液分離器S1，再生氣氣液分離器S1中分離出的污水D進(jìn)入排污系統(tǒng)，而再生氣氣液分離器S1頂部的再生氣C則返回到原料氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)對再生氣C的循環(huán)回收利用。
實(shí)施案例一：
液化工廠的天然氣設(shè)計(jì)處理量為50×104m3/d，而實(shí)際運(yùn)行的處理量在50×104m3/d左右時(shí)，脫水裝置的其中兩個(gè)吸附塔進(jìn)行吸附操作，而另一個(gè)吸附塔進(jìn)行再生操作。
第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B和第三吸附塔D1C按照程序控制在每個(gè)周期中分別要完成吸附、泄壓、熱吹、冷吹、升壓過程。其分子篩時(shí)序控制過程見下表1：
表1兩個(gè)吸附塔進(jìn)行吸附、一個(gè)吸附塔進(jìn)行再生操作狀態(tài)下分子篩時(shí)序控制
表內(nèi)所表述的吸附周期0-8小時(shí)、8-16小時(shí)、16-24小時(shí)只是一種實(shí)施方式的例舉，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，每個(gè)吸附周期可為其他時(shí)間段如6、10、12小時(shí)等。下面以第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行泄壓、熱吹、冷吹、升壓操作為例進(jìn)行說明，具體過程如下其他過程類似，只需要切換吸附塔上相應(yīng)位置的控制閥：
第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行泄壓操作時(shí)：如圖1所示，原料氣A由入口管線通過第一進(jìn)氣閥K1A和第二進(jìn)氣閥K1B分別進(jìn)入到第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第一脫水閥K2A和第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B輸出到下游工序，通過打開閥門第三塔頂冷吹閥K3C、第一阻力元件V2、第一開關(guān)閥K6、第二開關(guān)閥K7將第三吸附塔D1C的壓力泄放到設(shè)定值，泄放氣體依次通過再生氣冷卻器E2和再生氣氣液分離器S1分離掉污水D后返回原料氣A壓縮機(jī)增壓，實(shí)現(xiàn)泄放氣體的回收利用。
隨后第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B繼續(xù)進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行熱吹操作時(shí)：如圖1所示，原料氣A由入口管線通過第一進(jìn)氣閥K1A和第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第一脫水閥K2A和第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B一部分輸出到下游工序，另一部分作為本單元的熱吹氣。熱吹氣的流量可通過其管線上的第三阻力元件V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，熱吹氣經(jīng)換熱器E1預(yù)熱后進(jìn)入再生氣加熱器H1加熱到設(shè)定的溫度約280℃，然后通過第三熱吹進(jìn)入閥K4C進(jìn)入第三吸附塔D1C對其分子篩床層進(jìn)行加熱，使第三吸附塔D1C床層中吸附的水分解析出來從而恢復(fù)其重新吸收水分的能力，熱吹氣經(jīng)第三塔頂冷吹閥K3C排出后進(jìn)入換熱器E1回收熱量，打開第三開關(guān)閥K8、關(guān)閉第二開關(guān)閥K7，然后進(jìn)入再生氣冷卻器E2，冷卻后的氣體進(jìn)入再生氣氣液分離器S1，再生氣氣液分離器S1中分離出的污水D進(jìn)入排污系統(tǒng)，而再生氣氣液分離器S1頂部的氣體則返回到原料氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)對熱吹氣的循環(huán)回收利用。
第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行冷吹操作時(shí)：如圖1所示，原料氣A由入口管線通過第一進(jìn)氣閥K1A和第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第一脫水閥K2A和第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B一部分輸出到下游工序，另一部分作為本單元的冷吹氣。冷吹氣的流量可通過其管線上的第三阻力元件V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過第三熱吹進(jìn)氣閥K4C進(jìn)入第三吸附塔D1C對其分子篩床層進(jìn)行冷卻降溫，使第三吸附塔D1C床層的溫度降到設(shè)定值為下一次吸附操作做準(zhǔn)備，冷吹氣經(jīng)第三塔頂冷吹閥K3C排出后進(jìn)入再生氣冷卻器E2關(guān)閉第三開關(guān)閥K8、打開第二開關(guān)閥K7，冷卻后的氣體進(jìn)入再生氣氣液分離器S1，再生氣氣液分離器S1中分離出的水進(jìn)入排污系統(tǒng)，而再生氣氣液分離器S1頂部的氣體則返回到原料氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)對冷吹氣的循環(huán)回收利用。
第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行升壓操作時(shí)：如圖1所示，原料氣A由入口管線通過第一進(jìn)氣閥K1A和第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第一脫水閥K2A和第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B輸出到下游工序，通過打開第三塔頂冷吹閥K5C、第三升壓阻力元件V1C對第三吸附塔D1C進(jìn)行緩慢升壓，升壓氣體來自于經(jīng)第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B脫水后的凈化氣B。
第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B和第三吸附塔D1C具有對稱性和互換性，因此當(dāng)每個(gè)吸附塔在進(jìn)行其他操作步驟時(shí)均與以上過程類似，只需要調(diào)整上述過程中相對應(yīng)的程控閥門而已，這里不再重復(fù)。
實(shí)施案例二：
液化工廠的天然氣設(shè)計(jì)處理量為50×104m3/d，而實(shí)際運(yùn)行的處理量在25×104m3/d或者更低時(shí)，脫水裝置的一個(gè)吸附塔為停運(yùn)狀態(tài)，而剩余的兩個(gè)吸附塔為運(yùn)行狀態(tài)。
若第一吸附塔D1A處于停運(yùn)狀態(tài)，則第二吸附塔D1B和第三吸附塔D1C按照程序控制在每個(gè)周期中分別要完成吸附、泄壓、熱吹、冷吹、升壓過程。其分子篩時(shí)序控制過程見下表2：
表2僅兩個(gè)吸附塔為運(yùn)行狀態(tài)下的分子篩時(shí)序控制
表內(nèi)所表述的吸附周期0-16小時(shí)、16-32小時(shí)只是一種實(shí)施方式的例舉，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，每個(gè)吸附周期可為其他時(shí)間段如6、10、12小時(shí)等。下面以第一吸附塔D1A停運(yùn)，第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行泄壓、熱吹、冷吹、升壓操作為例進(jìn)行說明，具體過程如下其他過程類似，只需要切換吸附塔上相應(yīng)位置的控制閥：
第一吸附塔D1A停運(yùn)，第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行泄壓操作時(shí)：如圖1所示，第一吸附塔D1A停運(yùn)時(shí)第一進(jìn)氣閥K1A、第一脫水閥K2A、第一塔頂冷吹閥K3A、第一熱吹進(jìn)氣閥K4A、第一升壓閥K5A、第一升壓阻力元件V1A關(guān)閉，原料氣A由入口管線通過第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B輸出到下游工序，通過打開第三塔頂冷吹閥K3C、第一阻力元件V2、第一開關(guān)閥K6、第二開關(guān)閥K7將第三吸附塔D1C的壓力泄放到設(shè)定值，泄放氣體依次通過再生氣冷卻器E2和再生氣氣液分離器S1分離掉污水D后返回原料氣壓縮機(jī)增壓，實(shí)現(xiàn)泄放氣體的回收利用。
第一吸附塔D1A停運(yùn)，第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行熱吹操作時(shí)：如圖1所示，第一吸附塔D1A停運(yùn)時(shí)第一進(jìn)氣閥K1A、第一脫水閥K2A、第一塔頂冷吹閥K3A、第一熱吹進(jìn)氣閥K4A、第一升壓閥K5A、第一升壓阻力元件V1A關(guān)閉，原料氣A由入口管線通過第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B一部分輸出到下游工序，另一部分作為本單元的熱吹氣。熱吹氣的流量可通過其管線上的第三阻力元件V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，熱吹氣經(jīng)換熱器E1預(yù)熱后進(jìn)入再生氣加熱器H1加熱到設(shè)定的溫度約280℃，然后通過第三熱吹進(jìn)氣閥K4C進(jìn)入第三吸附塔D1C對其分子篩床層進(jìn)行加熱，使第三吸附塔D1C床層中吸附的水分解析出來從而恢復(fù)其重新吸收水分的能力，熱吹氣經(jīng)第三塔頂冷吹閥K3C排出后進(jìn)入換熱器E1回收熱量打開第三開關(guān)閥K8、關(guān)閉第二開關(guān)閥K7，然后進(jìn)入再生氣冷卻器E2，冷卻后的氣體進(jìn)入再生氣氣液分離器S1，再生氣氣液分離器S1中分離出的水進(jìn)入排污系統(tǒng)，而再生氣氣液分離器S1頂部的氣體則返回到原料氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)對熱吹氣的循環(huán)回收利用。
第一吸附塔D1A停運(yùn)，第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行冷吹操作時(shí)：如圖1所示，第一吸附塔D1A停運(yùn)時(shí)第一進(jìn)氣閥K1A、第一脫水閥K2A、第一塔頂冷吹閥K3A、第一熱吹進(jìn)氣閥K4A、第一升壓閥K5A、第一升壓阻力元件V1A關(guān)閉，原料氣A由入口管線通過第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B一部分輸出到下游工序，另一部分作為本單元的冷吹氣。冷吹氣的流量可通過其管線上的第三阻力元件V4進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過第三熱吹進(jìn)氣閥K4C進(jìn)入第三吸附塔D1C對其分子篩床層進(jìn)行冷卻降溫，使第三吸附塔D1C床層的溫度降到設(shè)定值為下一次吸附操作做準(zhǔn)備，冷吹氣經(jīng)第三塔頂冷吹閥K3C排出后進(jìn)入再生氣冷卻器E2關(guān)閉第三開關(guān)閥K8、打開第二開關(guān)閥K7，冷卻后的氣體進(jìn)入再生氣氣液分離器S1，再生氣氣液分離器S1中分離出的水進(jìn)入排污系統(tǒng)，而再生氣氣液分離器S1頂部的氣體則返回到原料氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)對冷吹氣的循環(huán)回收利用。
第一吸附塔D1A停運(yùn)，第二吸附塔D1B進(jìn)行吸附操作，第三吸附塔D1C進(jìn)行升壓操作時(shí)：如圖1所示，第一吸附塔D1A停運(yùn)時(shí)第一進(jìn)氣閥K1A、第一脫水閥K2A、第一塔頂冷吹閥K3A、第一熱吹進(jìn)氣閥K4A、第一升壓閥K5A、第一升壓阻力元件V1A關(guān)閉，原料氣A由入口管線通過第二進(jìn)氣閥K1B進(jìn)入到第二吸附塔D1B中，在吸附塔中脫水后由第二脫水閥K2B通過出口管線進(jìn)入到粉塵過濾器F1中，過濾后的凈化氣B輸出到下游工序，通過打開第三升壓閥K5C、第三升壓阻力元件V1C對第三吸附塔D1C進(jìn)行緩慢升壓，升壓氣體來自于經(jīng)第二吸附塔D1B脫水后的凈化氣B。
第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B和第三吸附塔D1C三個(gè)吸附塔具有對稱性和互換性，因此當(dāng)每個(gè)吸附塔在進(jìn)行其他操作步驟時(shí)均與以上過程類似，只需要調(diào)整上述過程中相對應(yīng)的閥門而已，這里不再重復(fù)。本文所述三個(gè)吸附塔可以不同，也可以具有對稱性和互換性，其規(guī)格、型號可以相同，可以裝填有相同數(shù)量的分子篩，設(shè)置有相同數(shù)量、規(guī)格的閥門。
本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。