一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天然氣凈化領(lǐng)域，更具體地來說，特別是涉及一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]頁巖氣，是蘊(yùn)藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，中國的頁巖氣可采儲量居世界首位。頁巖氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。較常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點(diǎn)，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。
[0003]在頁巖氣開采凈化系統(tǒng)中，分子篩脫水裝置廣泛應(yīng)用，但是在現(xiàn)有的脫水裝置中，由于需要將分子篩中的水分進(jìn)行循環(huán)再生，也即是先利用分子篩將頁巖氣中的水分脫掉，為了是分子篩能夠多次循環(huán)利用，需要將分子篩中的水分進(jìn)行蒸發(fā)再從中分離出頁巖氣體，并將進(jìn)行高溫加熱以返回至分子篩中來將其中的液體進(jìn)行高溫蒸發(fā)，從而達(dá)到分子篩的多次循環(huán)脫水利用。不過由于在對分子篩中的水分進(jìn)行分離再加熱的過重需要對分離出來的頁巖氣體進(jìn)行再加熱，需要耗費(fèi)大量的電力，耗能過高。例如，以工作壓力3.0Mpa，20X 104Nm3/d分子篩脫水裝置為例，設(shè)計能耗大約在110KW左右，即一小時就要耗電110度電。
[0004]所以，針對現(xiàn)有頁巖氣脫水裝置的高耗能情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員試圖尋找一種更為高效而又低耗能的脫水方式，以此來降低其能耗，降低生產(chǎn)成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述，本實(shí)用新型的目的在于提一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有頁巖氣脫水設(shè)備中耗能過高的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
[0007]一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，至少包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機(jī)以及分離器和加熱器，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部相互連通，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部通過第一連接管連接所述換熱器的殼體的第一接口，所述換熱器的殼體的第二接口通過第二連接管連接所述空冷器，所述空冷器通過所述第三連接管連接所述分離器的進(jìn)氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過第五連接管連接所述換熱器的管體的第一端，所述換熱器的管體的第二端通過第六連接管連接所述加熱器，且所述換熱器通過第七連接管連接所述第一脫水塔和第二脫水塔的底部。
[0008]如上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:通過上述方案，從脫水塔出來的高溫氣體經(jīng)過空冷器冷卻后的得到方頁巖氣的液體，之后再經(jīng)過分離器的分離將液體進(jìn)行過濾，以過濾掉其中的液體，之后壓縮機(jī)將從其中間將分離器中分離出來的頁巖氣進(jìn)行壓縮后輸出到換熱器中，利用從脫水塔處來的高溫氣體對其進(jìn)行預(yù)加熱，最后再利用加熱器對預(yù)加熱后的頁巖氣再進(jìn)行二次加熱，并將加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔中，以帶出脫水塔中分子篩中的水分，以此循環(huán)。這里，由于有換熱器對分離后得到的頁巖氣進(jìn)行預(yù)加熱，從而可以提高加熱器對該頁巖氣進(jìn)行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現(xiàn)有技術(shù)中的直接對氣體進(jìn)行加熱后將其輸入脫水塔，本實(shí)用新型中的技術(shù)方案所耗費(fèi)的能量更低。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的方案，下面將對具體實(shí)施例中描述所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的在一實(shí)施例中的示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的工作效果示意圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的在另一實(shí)施例中的示意圖。
[0013]附圖標(biāo)號說明
[0014]I脫水塔
[0015]2換熱器
[0016]21 殼體
[0017]211 第一接口
[0018]212 第二接口
[0019]22 管體
[0020]221 第一端
[0021]222 第二端
[0022]3 空冷器
[0023]4分離器
[0024]5壓縮機(jī)
[0025]6加熱器
[0026]7第一連接管
[0027]8第二連接管
[0028]9第三連接管
[0029]10第四連接管
[0030]11第五連接管
[0031]12第六連接管
[0032]13第七連接管
[0033]14電動閥
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0035]實(shí)施例一
[0036]請參考圖1，示出了本實(shí)用新型一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的實(shí)施示意圖，如圖所示，所述雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)包括脫水塔1、換熱器2、空冷器3、壓縮機(jī)5以及分離器4和加熱器6，其中，所述脫水塔I的頂部通過第一連接管7連接所述換熱器2的殼體的第一接口，所述換熱器2的殼體的第二接口通過第二連接管8連接所述空冷器3，所述空冷器3通過所述第三連接管9連接所述分離器4的進(jìn)氣口，所述分離器4的頂部通過第四連接管10連接所述壓縮機(jī)5，所述壓縮機(jī)5通過第五連接管11連接所述換熱器2的管體的第一端，所述換熱器2的管體的第二端通過第六連接管12連接所述加熱器6，且所述換熱器2通過第七連接管13連接所述脫水塔I的底部。
[0037]通過上述方案，從脫水塔I出來的高溫氣體經(jīng)過空冷器3冷卻后的得到方頁巖氣的液體，之后再經(jīng)過分離器4的分離將液體進(jìn)行過濾，以過濾掉其中的液體，之后壓縮機(jī)5將從其中間將分離器4中分離出來的頁巖氣進(jìn)行壓縮后輸出到換熱器2中，利用從脫水塔I處來的高溫氣體對其進(jìn)行預(yù)加熱，最后再利用加熱器6對預(yù)加熱后的頁巖氣再進(jìn)行二次加熱，并將加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔I中，以帶出脫水塔I中分子篩中的水分，以此循環(huán)。這里，由于有換熱器2對分離后得到的頁巖氣進(jìn)行預(yù)加熱，從而可以提高加熱器6對該頁巖氣進(jìn)行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現(xiàn)有技術(shù)中的直接對氣體進(jìn)行加熱后將其輸入脫水塔I，本實(shí)用新型中的技術(shù)方案所耗費(fèi)的能量更低。
[0038]具體地，上述換熱器2可以具體為一個U型換熱器2或者為列管式換熱器2。
[0039]參見圖2，下面以例舉上述雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用來說明本實(shí)用新型的耗能效果。以脫水塔I中輸出的高溫氣體為230°為例，經(jīng)過換氣器中熱平衡，所得到的氣體溫度可以降低到150°至180°，之后再經(jīng)過空冷器3的冷卻可以得到大概30°的液體，進(jìn)而再由分離器4對該液體進(jìn)行分離后，利用壓縮機(jī)5將所述分離器4中的頁巖氣輸送到換熱器2中的管體中，并與之前從脫水塔I中出來的高溫氣體進(jìn)行熱平衡，從而使該頁巖氣得到預(yù)加熱，經(jīng)過熱平衡的預(yù)加熱后，該頁巖氣最高可以達(dá)到80°左右，最后再將利用加熱器6對該80°的頁巖氣進(jìn)行二次加熱，并將二次加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔I中，以將其中分子篩的水分帶出，以此循環(huán)下去。經(jīng)過實(shí)際的使用對比，本實(shí)用新型的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)相對現(xiàn)有的脫水裝置，其可以節(jié)約能耗30 %。
[0040]實(shí)施例二
[0041]見圖3，示出了上述實(shí)施例一中基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)所不同的是，本實(shí)施例二中還給出另外一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖，與實(shí)施例一所不同的是，本實(shí)施例二中還增設(shè)有了一個脫水塔1，即通過兩個脫水塔I的頂部相互連通，并通過所述第一連接管7與所述第一換熱器2相連通，所述兩個脫水塔I的底部同時通過第七連接管13與所述加熱器6相連通。除此之外，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與所述實(shí)施例一相同，這里增加一個脫水塔I的目的是提高脫水的效率，相比實(shí)施例一中的方案，本實(shí)施例二中的方案較其要提高效率至少20 %。
[0042]具體地，見圖3，在所述兩個脫水塔I的頂部的上還分別各設(shè)有一個電動閥14，所述第一連接管7的一端連接于兩個電動閥14之間。以此來快速抽氣脫水塔I中的高溫氣體，這樣可以提供整個脫水系統(tǒng)的脫水效率，在相同時間里，本實(shí)施例二中的方案效果幾乎是其實(shí)施例一的2倍。
[0043]需要說明的是，本實(shí)用新型中的各構(gòu)成設(shè)備均為采購的現(xiàn)有設(shè)備，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過上述方案的說明，其完全可以清楚地實(shí)施上述方案，故這里就不再對各構(gòu)成設(shè)備作進(jìn)一步的說明。
[0044]綜上所述，本實(shí)用新型利用換熱器2與其他設(shè)備的配合，使得經(jīng)分離后的頁巖氣在換熱器2中進(jìn)行熱平衡的預(yù)加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
【主權(quán)項】
1.一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，至少包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機(jī)以及分離器和加熱器，其特征在于，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部相互連通，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部通過第一連接管連接所述換熱器的殼體的第一接口，所述換熱器的殼體的第二接口通過第二連接管連接所述空冷器，所述空冷器通過所述第三連接管連接所述分離器的進(jìn)氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過第五連接管連接所述換熱器的管體的第一端，所述換熱器的管體的第二端通過第六連接管連接所述加熱器，且所述換熱器通過第七連接管連接所述第一脫水塔和第二脫水塔的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器具體為一個U型換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器具體為一個列管式換熱器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機(jī)以及分離器和加熱器，第一脫水塔和第二脫水塔的頂部相互連通，第一脫水塔和第二脫水塔的頂部經(jīng)第一連接管連接換熱器的殼體的第一接口，換熱器的殼體的第二接口經(jīng)第二連接管連接空冷器，空冷器通過第三連接管連接分離器的進(jìn)氣口，分離器的頂部經(jīng)第四連接管連接壓縮機(jī)，壓縮機(jī)經(jīng)第五連接管連接換熱器的管體的第一端，換熱器的管體的第二端經(jīng)第六連接管連接加熱器，且換熱器通過第七連接管連接第一脫水塔和第二脫水塔的底部。本實(shí)用新型利用換熱器與其他設(shè)備的配合，使得經(jīng)分離后的頁巖氣在換熱器中進(jìn)行熱平衡的預(yù)加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。
【IPC分類】C10L3-10, B01D53-00, B01D53-26
【公開號】CN204369830
【申請?zhí)枴緾N201420801219
【發(fā)明人】唐培文, 唐亮, 米瑛, 曹登泉, 李平, 郭怡, 彭書棟
【申請人】重慶恬愉石油技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月18日