雙塔循環脫水系統的製作方法
2023-05-12 03:13:26 1
雙塔循環脫水系統的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天然氣淨化領域，更具體地來說，特別是涉及一種雙塔循環脫水系統。
【背景技術】
[0002]頁巖氣，是蘊藏於頁巖層可供開採的天然氣資源，中國的頁巖氣可採儲量居世界首位。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖經源巖地層中。較常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開米壽命長和生產周期長的優點，大部分產氣頁巖分布範圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。
[0003]在頁巖氣開採淨化系統中，分子篩脫水裝置廣泛應用，但是在現有的脫水裝置中，由於需要將分子篩中的水分進行循環再生，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利用，需要將分子篩中的水分進行蒸發再從中分離出頁巖氣體，並將進行高溫加熱以返回至分子篩中來將其中的液體進行高溫蒸發，從而達到分子篩的多次循環脫水利用。不過由於在對分子篩中的水分進行分離再加熱的過重需要對分離出來的頁巖氣體進行再加熱，需要耗費大量的電力，耗能過高。例如，以工作壓力3.0Mpa，20X104Nm3/d分子篩脫水裝置為例，設計能耗大約在110KW左右，即一小時就要耗電110度電。
[0004]所以，針對現有頁巖氣脫水裝置的高耗能情況，本領域技術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，降低生產成本。
【發明內容】
[0005]鑑於以上所述，本發明的目的在於提一種雙塔循環脫水系統，用於解決現有頁巖氣脫水設備中耗能過高的問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供以下技術方案:
[0007]一種雙塔循環脫水系統，至少包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機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氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機，所述壓縮機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，本發明具有以下有益效果:通過上述方案，從脫水塔出來的高溫氣體經過空冷器冷卻後的得到方頁巖氣的液體，之後再經過分離器的分離將液體進行過濾，以過濾掉其中的液體，之後壓縮機將從其中間將分離器中分離出來的頁巖氣進行壓縮後輸出到換熱器中，利用從脫水塔處來的高溫氣體對其進行預加熱，最後再利用加熱器對預加熱後的頁巖氣再進行二次加熱，並將加熱後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。這裡，由於有換熱器對分離後得到的頁巖氣進行預加熱，從而可以提高加熱器對該頁巖氣進行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現有技術中的直接對氣體進行加熱後將其輸入脫水塔，本發明中的技術方案所耗費的能量更低。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本發明實施例中的方案，下面將對具體實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發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本發明一種雙塔循環脫水系統的在一實施例中的示意圖。
[0011]圖2為本發明一種雙塔循環脫水系統的工作效果示意圖。
[0012]圖3為本發明一種雙塔循環脫水系統的在另一實施例中的示意圖。
[0013]附圖標號說明
[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
[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
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0035]實施例一
[0036]請參考圖1，示出了本發明一種雙塔循環脫水系統的實施示意圖，如圖所示，所述雙塔循環脫水系統包括脫水塔1、換熱器2、空冷器3、壓縮機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5，所述壓縮機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出來的高溫氣體經過空冷器3冷卻後的得到方頁巖氣的液體，之後再經過分離器4的分離將液體進行過濾，以過濾掉其中的液體，之後壓縮機5將從其中間將分離器4中分離出來的頁巖氣進行壓縮後輸出到換熱器2中，利用從脫水塔I處來的高溫氣體對其進行預加熱，最後再利用加熱器6對預加熱後的頁巖氣再進行二次加熱，並將加熱後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。這裡，由於有換熱器2對分離後得到的頁巖氣進行預加熱，從而可以提高加熱器6對該頁巖氣進行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現有技術中的直接對氣體進行加熱後將其輸入脫水塔1，本發明中的技術方案所耗費的能量更低。
[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脫水系統的實際應用來說明本發明的耗能效果。以脫水塔I中輸出的高溫氣體為230°為例，經過換氣器中熱平衡，所得到的氣體溫度可以降低到150°至180°，之後再經過空冷器3的冷卻可以得到大概30°的液體，進而再由分離器4對該液體進行分離後，利用壓縮機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，並與之前從脫水塔I中出來的高溫氣體進行熱平衡，從而使該頁巖氣得到預加熱，經過熱平衡的預加熱後，該頁巖氣最高可以達到80°左右，最後再將利用加熱器6對該80°的頁巖氣進行二次加熱，並將二次加熱後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，以此循環下去。經過實際的使用對比，本發明的雙塔循環脫水系統相對現有的脫水裝置，其可以節約能耗30%。
[0040]實施例二
[0041]見圖3，示出了上述實施例一中基於頁巖氣的雙塔循環脫水系統所不同的是，本實施例二中還給出另外一種基於頁巖氣的雙塔循環脫水系統的結構示意圖，如圖，與實施例一所不同的是，本實施例二中還增設有了一個脫水塔1，即通過兩個脫水塔I的頂部相互連通，並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，本實施例的結構與所述實施例一相同，這裡增加一個脫水塔I的目的是提高脫水的效率，相比實施例一中的方案，本實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有一個電動閥14，所述第一連接管7的一端連接於兩個電動閥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的脫水效率，在相同時間裡，本實施例二中的方案效果幾乎是其實施例一的2倍。
[0043]需要說明的是，本發明中的各構成設備均為採購的現有設備，對於本領域的技術人員來說，通過上述方案的說明，其完全可以清楚地實施上述方案，故這裡就不再對各構成設備作進一步的說明。
[0044]綜上所述，本發明利用換熱器2與其他設備的配合，使得經分離後的頁巖氣在換熱器2中進行熱平衡的預加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
【主權項】
1.一種雙塔循環脫水系統，至少包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機以及分離器和加熱器，其特徵在於，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氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機，所述壓縮機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.根據權利要求1所述的雙塔循環脫水系統，其特徵在於，所述換熱器具體為一個U型換熱器。3.根據權利要求1所述的雙塔循環脫水系統，其特徵在於，所述換熱器具體為一個列管式換熱器。
【專利摘要】本發明提供一種雙塔循環脫水系統，包括第一脫水塔、第二脫水塔、換熱器、空冷器、壓縮機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氣口，分離器的頂部經第四連接管連接壓縮機，壓縮機經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。本發明利用換熱器與其他設備的配合，使得經分離後的頁巖氣在換熱器中進行熱平衡的預加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。
【IPC分類】C10L3/10
【公開號】CN105713689
【申請號】CN201410788837
【發明人】唐培文, 唐亮, 秦祖奎, 曹登泉, 何志祥, 劉喬平, 郭怡, 青鵬
【申請人】重慶恬愉石油技術有限公司