一种用于天然气干燥的热量回收系统的制作方法
1.本实用新型属于天然气净化技术领域，具体涉及一种用于天然气干燥的热量回收系统。
背景技术：
2.随着我国工业化程度和节能减排工作的不断发展，能源尤其是清洁能源的需求和使用问题越来越突出。天然气作为一种清洁、热值高、便于运输和储存的能源，越来越受到人们的青睐。但近年来我国每逢冬季必出现供气紧张造成“气荒”现象，按2017年全国天然气消费量2300亿立方米计算，相比国家发改委要求的“天然气销售方应建与销量配套10％的调峰能力”，全年调峰缺口接近50％。
3.为了便于储存和运输，天然气被液化成低温的液化天然气(lng)，在供给用户使用时，需要再将lng气化使用。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：水分与天然气在一定条件下形成水合物阻塞管路，影响冷却液化过程；另外，由于水分的存在也会造成不必要的动力消耗；由于天然气液化温度低，水的存在还会导致设备冻堵，故必须脱水。
4.天然气脱水工艺方法一般包括：低温脱水、固体干燥剂吸附和溶剂吸收三大类。低温脱水为冷冻分离，主要用于避免天然气在温度低时出现水化物，然而它所允许达到的低温是有限的，不能满足天然气液化的要求；溶剂吸收通常包括浓酸(一般是浓磷酸等有机酸)、甘醇(常用的是三甘醇)等，但这些方法脱水深度较低，不能用于深冷装置；固体干燥剂脱水法常见的是硅胶法、分子筛法或这两种方法的混合使用。在天然气净化行业，大多采用等压变温的分子筛脱水工艺。
5.吸附等温线示意图如图1所示，从图中b
→
c和a
→
d可以看出：在压力一定时，随着温度的升高吸附容量逐渐减小。实际上，变温吸附过程正是利用上图中吸附剂在a-d及b-c段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温(a点)大量吸附原料气中的某些杂质组分，然后在高温(d点)使吸附的杂质组分得以充分解析。根据分子筛在高温和低温下吸水能力的不同，完成在低温(40℃)下大量吸附水分，高温(280℃)下将吸收的水分解析，周而复始从而完成干燥过程。在现有的工程实践中一般采用导热油(再生气加热器)加热再生气，采用循环冷却水(再生气冷却器)对再生气进行冷却，但这些过程中产生的多余热量历来没有被回收利用。
技术实现要素：
6.本实用新型的目的是提供一种用于天然气干燥的热量回收系统，通过在再生气加热器和再生气冷却器之间增加一台换热器，回收再生气多余的热量，有效减少系统的热量损失。
7.本实用新型所采用的技术方案为：
8.一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：
9.所述系统包括干燥单元、再生气加热器、再生气冷却器、回收热量换热器、脱水分
离器和脱水粉尘过滤器；
10.原料气通过原料气输入管线接入干燥单元，进而通过干燥器输出管线接入脱水粉尘过滤器；
11.干燥单元通过再生气加热器输入管线接入再生气加热器，进而通过再生气加热器输出管线返回干燥单元；
12.干燥单元通过再生气冷却器输入管线接入再生气冷却器，进而通过再生气冷却器输出管线接入脱水分离器；
13.回收热量换热器通过管线设置在再生气加热器与再生气冷却器之间。
14.回收热量换热器的第一输入端与第一输出端均连接到再生气冷却器输入管线上，第一输入端与第一输出端之间的再生气冷却器输入管线上设置有阀门；
15.回收热量换热器的第二输入端与第二输出端均连接到再生气加热器输入管线，第二输入端与第二输出端之间的再生气加热器输入管线上设置有阀门。
16.所述系统还包括原料气分支管线，原料气分支管线一端接入原料气输入管线，另一端接入干燥单元。
17.脱水分离器通过脱水分离器气相输出管线接入原料气输入管线。
18.干燥单元包括三个脱水塔，每个脱水塔底部的输入端均与原料气分支管线、原料气输入管线和再生气冷却器输入管线连接，每个脱水塔顶部的输出端均接入干燥器输出管线、再生气加热器输出管线和再生气加热器输入管线，脱水塔与各管线的连接处均设置有阀门。
19.原料气输入管线与原料气分支管线之间设置有阀门。
20.本实用新型具有以下优点：
21.1、本实用新型用于天然气脱水工序，通过在再生气加热器和再生气冷却器之间增加换热器，达到回收再生气多余热量的目的，用于下一个再生气加热工序，使得再生热量与冷却量都有效的减少，最终减少系统的热量损失，使天然气净化的能耗有效降低，降低系统的运营成本。
22.2、本实用新型在再生气冷却器的高温再生气的进口管线上增加一个阀门，使高温再生气先通过回收热量换热器；在再生气加热器常温再生气的进口管道上增加一个阀门，使常温再生气先通过回收热量换热器；系统结构设置合理、运营可靠、易于控制。
附图说明
23.图1为吸附等温线示意图。
24.图2为本实用新型系统组成图。
25.图中标识为：
26.1、脱水塔，2-再生气加热器，3-再生气冷却器，4-回收热量换热器，5-脱水分离器，6-脱水粉尘过滤器，7-原料气分支管线，8-原料气输入管线，9-干燥器输出管线，10-脱水分离器气相输出管线，11-再生气加热器输出管线，12-再生气冷却器输入管线，13-再生气加热器输入管线，14-再生气冷却器输出管线。
具体实施方式
27.下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
28.本实用新型涉及一种用于天然气干燥的热量回收系统，基于变温吸附法，在现有三塔等压再生工艺的设备基础上做了改进，于再生气加热器和再生气冷却器之间增设换热器，回收再生气多余热量。
29.三塔等压再生工艺中的干燥单元设三台脱水塔1，在给定的吸附周期内，第一台为吸附脱水塔，处于吸附状态，用于脱除原料气中的水分；第二台为加热脱水塔，处于加热再生状态，用于解吸分子筛中的水分；第三台为冷吹脱水塔，处于冷吹状态，即预吸附状态。当处于吸附状态的脱水塔1饱和后，切换到冷吹好的脱水塔1。被饱和的脱水塔1紧接着加热再生循环，然后冷却。每台脱水塔1的完整循环周期为24h，吸附状态8h、加热状态7.5h、冷却状态7.5h、切换备用状态1h。三台脱水塔1切换使用。
30.本实用新型基于上述干燥单元，构建了热量回收系统，包括干燥单元、再生气加热器2、再生气冷却器3、回收热量换热器4、脱水分离器5和脱水粉尘过滤器6。原料气通过原料气输入管线8接入干燥单元，进而通过干燥器输出管线9接入脱水粉尘过滤器6；干燥单元通过再生气加热器输入管线13接入再生气加热器2，进而通过再生气加热器输出管线11返回干燥单元；干燥单元通过再生气冷却器输入管线12接入再生气冷却器3，进而通过再生气冷却器输出管线14接入脱水分离器5；回收热量换热器4通过管线设置在再生气加热器2与再生气冷却器3之间。
31.参见图1，回收热量换热器4具有两个输入端和两个输出端，回收热量换热器4的第一输入端与第一输出端均接入再生气冷却器输入管线12上，第一输入端与第一输出端之间的再生气冷却器输入管线12上设置有阀门，通过阀门可控制再生气进入再生气加热器2之前先进入回收热量换热器4。回收热量换热器4的第二输入端与第二输出端均接入再生气加热器输入管线13，第二输入端与第二输出端之间的再生气加热器输入管线13上设置有阀门，通过阀门可控制再生气进入再生气加热器2之前先进入回收热量换热器4。两路再生气在回收热量换热器4处实现了热交换，减少热量损失，回收了多余热量，使得再生热量与冷却量都有效的减少。
32.所述系统还包括原料气分支管线7，原料气分支管线7一端接入原料气输入管线8，另一端接入干燥单元。原料气输入管线8与原料气分支管线7之间设置有阀门。
33.脱水分离器5通过脱水分离器气相输出管线10接入原料气输入管线8。
34.干燥单元包括三个脱水塔1，底部的输入端均与原料气分支管线7、原料气输入管线8和再生气冷却器输入管线12连接，顶部的输出端均接入干燥器输出管线9、再生气加热器输出管线11和再生气加热器输入管线13，与各管线的连接处均设置有阀门。根据三塔等压再生工艺切换阀门，令干燥单元正常运行。原料气分为两股，一股为再生气，一股减压。再生气在吸附脱水塔中吸附脱水，在冷吹脱水塔中冷却，然后再经过回收热量换热器4、再生气加热器2加热进入加热脱水塔再生，再生的再生气经回收热量换热器4、再生气冷却器3冷却后分离，然后回到吸附脱水塔。
35.本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
技术特征：
1.一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：所述系统包括干燥单元、再生气加热器(2)、再生气冷却器(3)、回收热量换热器(4)、脱水分离器(5)和脱水粉尘过滤器(6)；原料气通过原料气输入管线(8)接入干燥单元，进而通过干燥器输出管线(9)接入脱水粉尘过滤器(6)；干燥单元通过再生气加热器输入管线(13)接入再生气加热器(2)，进而通过再生气加热器输出管线(11)返回干燥单元；干燥单元通过再生气冷却器输入管线(12)接入再生气冷却器(3)，进而通过再生气冷却器输出管线(14)接入脱水分离器(5)；回收热量换热器(4)通过管线设置在再生气加热器(2)与再生气冷却器(3)之间。2.根据权利要求1所述的一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：回收热量换热器(4)的第一输入端与第一输出端均连接到再生气冷却器输入管线(12)上，第一输入端与第一输出端之间的再生气冷却器输入管线(12)上设置有阀门；回收热量换热器(4)的第二输入端与第二输出端均连接到再生气加热器输入管线(13)，第二输入端与第二输出端之间的再生气加热器输入管线(13)上设置有阀门。3.根据权利要求2所述的一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：所述系统还包括原料气分支管线(7)，原料气分支管线(7)一端接入原料气输入管线(8)，另一端接入干燥单元。4.根据权利要求3所述的一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：脱水分离器(5)通过脱水分离器气相输出管线(10)接入原料气输入管线(8)。5.根据权利要求4所述的一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：干燥单元包括三个脱水塔(1)，每个脱水塔(1)底部的输入端均与原料气分支管线(7)、原料气输入管线(8)和再生气冷却器输入管线(12)连接，每个脱水塔(1)顶部的输出端均接入干燥器输出管线(9)、再生气加热器输出管线(11)和再生气加热器输入管线(13)，脱水塔(1)与各管线的连接处均设置有阀门。6.根据权利要求5所述的一种用于天然气干燥的热量回收系统，其特征在于：原料气输入管线(8)与原料气分支管线(7)之间设置有阀门。
技术总结
本实用新型涉及一种用于天然气干燥的热量回收系统。现有天然气干燥实践中一般采用再生气加热器加热再生气，采用再生气冷却器对再生气进行冷却，但这些过程中产生的多余热量历来没有被回收利用。本系统包括干燥单元、再生气加热器、再生气冷却器、回收热量换热器、脱水分离器和脱水粉尘过滤器；原料气接入干燥单元，进而接入脱水粉尘过滤器；干燥单元接入再生气加热器，进而返回干燥单元；干燥单元接入再生气冷却器，进而接入脱水分离器；回收热量换热器设置在再生气加热器与再生气冷却器之间。本实用新型在再生气加热器和再生气冷却器之间增设换热器，实现两股再生气的热交换，回收再生气多余热量，减少系统热量损失，降低了系统运营成本。系统运营成本。系统运营成本。
