CN206127237U - 一种气体低温冻干脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气体低温冻干脱水装置，包括与待处理的天然气输入管道相连的用于去除杂质和明水的旋风除污器，第一低温冻干脱水器，第二低温冻干脱水器，低温冷水机组，气液分离器，重烃储液器，凝水储液器；低温载冷剂泵和融冰载冷剂泵。本实用新型不需要向天然气内加水合物抑制剂，因此不需要对水合物抑制剂和水进行分离，也就不需要水合物抑制剂和水进行分离的设备(如精馏塔或蒸馏塔等分离设备)达到简化流程、操作简单、运行费用低、无水合物抑制剂消耗、减少污染、分离完全的目的。

Description

一种气体低温冻干脱水装置

技术领域

本实用新型涉及气体干燥处理技术领域，特别涉及一种天然气低温冻干脱水工艺及其装置。

背景技术

当要求气体露点温度低于0℃以下时，采用低温脱水方法时就会结冰，特别是天然气当露点要求0℃以下时还会生成水合物造成管道堵塞、甚至造成超压、严重影响设备和管道安全和人身安全；因此对气体直接降温的低温脱水法对气体脱水时，只适合0℃以上的露点温度。

目前国内气体采用低温法脱水温度高于0℃以上，否则就需要加入水合物抑制剂。天然气脱水的方法按照中华人民共和国石油天然气标准SY/T0076-2008《天然气脱水设计规范》的规定实行。标准规定天然气低温法脱水的原理为：1、向天然气内注入水合物抑制剂；2、对天然气进行冷却冷凝天然气中的水蒸气；3、分离气体和水合物抑制剂溶液；4、分离水合物抑制剂和凝结水。

正是由于加入了水合物抑制剂，增加了向天然气内加水合物抑制剂和对水合物抑制剂与凝结水进行分离的工序，由于水合物抑制剂和水均为液态，较难分离，因此需要采用蒸馏法或精馏法进行分离，带来有如下缺点：1、消耗能量；2、水合物抑制剂不可能完全分离出来，使部分的水合物抑制剂被气体带走，既污染天然气又造成水合物抑制剂损失；3、流程复杂，增加了运行成本。

专利号为201210102739.4的实用新型公开了一种压缩空气干燥器，包括压缩机，压缩机的一端通过管道与冷凝器的一端相连，冷凝器的另一端通过管道与干燥过滤器的一端相连，干燥过滤器的另一端通过管道与膨胀阀的一端相连，压缩机的另一端通过管道与蒸发器一端相连，蒸发器的另一端通过管道与膨胀阀的另一端相连，靠近蒸发器的一端设有膨胀阀传感器，膨胀阀传感器与膨胀阀相连，蒸发器中设有进风口和出风口，出风口处设有液位开关，蒸发器的底部连有出水管，出水管上设有电磁阀。该实用新型虽然提出了通过在工作压力下的温度达到露点温度从而将空气中的水蒸气凝结出来，达到干燥的目的。但它只适用于露点要求在0℃以上的气体，不适用露点温度要求低于0℃以下的气体。更不适用于天然气，因为露点温度低于0℃时，水会结冰，损坏设备和管道。天然气中还存在一定的重烃， 直接降温会生成水合物，堵塞管道和设备，带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是改变目前所使用的向天然气内加水合物抑制剂低温脱水的复杂工艺，节省能耗，且不会带来水合物抑制剂消耗和污染天然气，简化脱水流程，降低运行费用。技术路线是将天然气中所含的水蒸气直接冻结成固态冰附着于冷冻器内换热器的翅片上 ，天然气中的部分气态重烃液化为液态重烃流入重烃储罐，天然气成为干燥天然气气态输出；将分离工艺改为固态冰、液态重烃和气态天然气的分离，极大简化分离工艺。

为实现该目的本实用新型采取的技术方案是：

这种天然气低温冻干脱水装置，包括与待处理的天然气输入管道相连的用于去除杂质和明水的旋风除污器1，第一低温冻干脱水器2，第二低温冻干脱水器3，低温冷水机组4，气液分离器5，重烃储液器6，凝水储液器7；低温载冷剂泵10和融冰载冷剂泵10’。所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的壳体上设置天然气进口21、31，天然气出口22、32，重烃及凝结水出口23、33，第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的冷冻器200壳体内设置换热器器芯100，在回热器内设置回热器器芯100’，所述的低温冻干脱水器换热器器芯100上设置载冷剂进口1202，1302和载冷剂出口1201,1301；所述的回热器器芯100’上设置载冷剂进口1201’，1301’和载冷剂出口1202’,1302’所述的低温冷水机组4包括余热回收器41、蒸发器42、冷凝器43；旋风除污器1与第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的天然气进口21、31通过电磁阀8相连接，天然气出口22、32通过电磁阀8与气液分离器5的进气口相连，气液分离器5的出气口与处理后的天然气输出管道相连；重烃及凝结水出口23、33通过电磁阀8分别与重烃储液器6和凝水储液器7的进液口相连；

换热器芯100的进口1202和第二低温冻干脱水器换热器芯100的进口1302密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后通过电磁阀8分别与低温载冷剂泵10的出口1401和融冰载冷剂泵10’的出口1501相连接；换热器芯上设置的载冷剂出口1201、1301密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后分别与回热器器芯100’的进口1201’、1301’相连接；回热器器芯100’的出口1202’、1302’密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后通过电磁阀8、分别与蒸发器42的载冷剂进口1402余热回收器41的进口1502相连接。余热回收器41和蒸发器42的出口1503、1403分别与溶冰载冷剂泵10’的进口1504和低温载冷剂水泵10的进口1404相连接。

进一步地，所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3由左半部分的冷冻器200、300和右半部分的回热器210、310组成，冷冻器200、300的壳体内设置换热器器芯100，回热器210、310的壳体内设置回热器器芯100’，换热器器芯100上设置载冷剂进口1202、1302和载冷剂出口1201、1301；回热器器芯100’上设置载冷剂进口1201’、1301’和载冷剂出口1202’、1302’；换热器器芯100上设置载冷剂进口1202、1302密封穿过左半部分的冷冻器200、300的壳体后通过电磁阀8与低温载冷剂水泵10的出口1401和融冰载冷剂泵10’的出口1501相连接 ；换热器器芯100上设置载冷剂出口1201、1301密封穿过左半部分的冷冻器200、300的壳体后与回热器器芯100’进口1201’1301’相连接，回热器器芯100’上设置的载冷剂出口1202’、1302’密封穿过右半部分回热器210、310的壳体后通过电磁阀8与余热回收器41进口1502和蒸发器42进口1402相连接。

进一步地，所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3下方设置排污口24、34，排污口24、34下设置截止阀9；重烃储液器6和凝水储液器7上设置液位计61、71。

进一步地，所述的一种天然气低温冻干脱水工艺，其特征在于，脱水的方法为将天然气中所含的水蒸气直接冻结成（固态）冰附着于冷冻器内换热器的翅片上 ，天然气中的部分气态重烃液化为液态重烃流入重烃储罐，天然气成为干燥天然气（气态）输出；将分离工艺改为固态冰、液态重烃和气态天然气的分离.

进一步地，所述的低温冷水机组为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；低温载冷剂和高温载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂使用乙二醇或盐水。

进一步地，低温载冷剂从蒸发器抽出经加压后经电磁阀进入低温冻干脱水器入口，在低温冻干脱水器中被加热后经低温冻干脱水器出口进入回热器载冷剂入口，在回热器中载冷剂被出低温冻干脱水器的天然气冷却，回收天然气的冷量，温度降低后经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

进一步地，通过压差和温度的测定来判断，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器后进入凝结水储罐；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的天然气；以此循环使用，连续生产干燥天然气。

进一步地，所述的换热器器芯100和回热器器芯100’用铜管或不锈钢管101外套翅片102制成，折流板103的间距按实际的气体流量确定，相邻两个翅片或翅片与折流板之间的间距K>3mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、不需要添加水合物抑制剂，不会造成水合物抑制剂的浪费，避免了水合物抑制剂对天然气的污染；

2、不需要对水合物抑制剂和水进行分离，工艺简单，节能环保；

3、可同时分离出被冷凝的重烃

4、由于是气态天然气、固态水和液态重烃的分离，工艺简单，容易分离。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例2、3的结构示意图。

图2是实施例1的结构示意图。

图3是实施例2、3第一低温冻干脱水器或第二低温冻干脱水器的结构示意图。

图4是实施例1第一低温冻干脱水器或第二低温冻干脱水器的结构示意图。

图5是实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施方式1 参见附图2、4。

本例为管输天然气实施方法

整个装置包括与待处理的天然气输入管道相连的用于去除杂质和明水的旋风除污器1，第一低温冻干脱水器2，第二低温冻干脱水器3，低温冷水机组4，气液分离器5，重烃储液器6，凝水储液器7，低温载冷剂泵10，融冰载冷剂泵10’；所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的壳体上设置天然气进口21、31，天然气出口22、32，重烃及凝结水出口23、33，第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的冷冻器200壳体内设置换热器器芯100，在回热器内设置回热器器芯100’，所述的低温冻干脱水器换热器器芯100上设置载冷剂进口1202，1302和载冷剂出口1201,1301；所述的回热器器芯100’上设置载冷剂进口1201’，1301’和载冷剂出口1202’,1302’所述的低温冷水机组4包括余热回收器41、蒸发器42、冷凝器43；旋风除污器1与第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的天然气进口21、31通过电磁阀8相连接，天然气出口22、32通过电磁阀8与气液分离器5的进气口相连，气液分离器5的出气口与处理后的天然气输出管道相连；重烃及凝结水出口23、33通过电磁阀8分别与重烃储液器6和凝水储液器7的进液口相连；

第一低温冻干脱水器换热器芯100的进口1202和第二低温冻干脱水器换热器芯100的进口1302密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后通过电磁阀8分别与低温载冷剂泵10的出口1401和融冰载冷剂泵10’的出口1501相连接；换热器芯上设置的载冷剂出口1201、1301密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后分别与回热器器芯100’的进口1201’、1301’相连接；回热器器芯100’的出口1202’、1302’密封穿过第一低温冻干脱水器2或第二低温冻干脱水器3的壳体后通过电磁阀8、分别与蒸发器42的载冷剂进口1402余热回收器41的进口1502相连接。余热回收器41和蒸发器42的出口1503、1403分别与溶冰载冷剂泵10’的进口1504和低温载冷剂水泵10的进口1404相连接。

所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3下方设置排污口24、34，排污口24、34下设置截止阀9；重烃储液器6和凝水储液器7上设置液位计61、71。

所述的低温冷水机组为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；低温载冷剂和高温载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂使用乙二醇或盐水。

低温载冷剂从蒸发器抽出经，低温载冷剂泵加压后经电磁阀进入低温冻干脱水器入口，在低温冻干脱水器中被加热后经低温冻干脱水器出口进入回热器载冷剂入口，在回热器中载冷剂被出低温冻干脱水器的天然气冷却，回收天然气的冷量，温度降低后经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

通过压差和温度的测定来判断，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器后进入凝结水储罐；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的天然气；以此循环使用，连续生产干燥天然气。

所述的换热器器芯100用铜管或不锈钢管101外套翅片102制成，折流板103的间距按实际的气体流量确定，相邻两个翅片或翅片与折流板之间的间距K>3mm。

具体的工艺过程是：

1、天然气经过旋风除污器去除杂质和明水，防止污物进入装置；

2、旋风除污器出口经自动切换阀门接入低温冻干脱水器进口，在低温冻干脱水器中被低温载冷剂冷却到要求的露点温度，将所含的水蒸气直接冻结成冰粘结在低温冻干脱水器上，部分重烃被冷凝为液态重烃，天然气为气态，三种状态的固态冰、液态重烃和气态天然气自然分离，重烃流入重烃储罐，输出低温干燥的天然气。融冰时冰融化后流入凝结水储罐，达到天然气脱水的目的。低温冻干脱水器进、出口设有压力表、温度探头和湿度计测量进出口状态参数，并设有自动阀门。

3、天然气出低温冻干脱水器经过气液分离器，分离出残余液滴输送出干燥天然气。

4、低温载冷剂降温使用的低温冷水机组可以为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂可以使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机可以使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。低温载冷剂和溶霜载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂可以使用乙二醇或盐水。

5、低温载冷剂循环

低温载冷剂从低温冷水机组蒸发器抽出经低温载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被加热温度升高后经低温冻干脱水器换热器器芯出口接入相应的回热器入口，回收天然气的冷量，温度降低后经回热器出口经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

6、低温冻干脱水器设置两组，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时通过压差和温度的测定来判断，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器后进入凝结水储罐；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的天然气。以此循环使用，连续生产干燥天然气。

7、低温冻干脱水器的融冰载冷剂由低温冷水机组的余热回收器提供热量对其加热，融冰载冷剂经过余热回收器，回收压缩机排气余热被加热到40-50℃，作为加热融冰的热源。融冰时由融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器对其升温，融化低温冻干脱水器的结冰，节省能耗。

8、融冰载冷剂循环：

融冰载冷剂从低温冷水机组余热回收器抽出，经融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被冷却温度降低，融化天然气侧的结冰后经低温冻干脱水器换热器芯出口接入相应的回热器入口，对回热器加热后出回热器出口经自动切换阀回到低温冷水机组余热回收器进行再次升温。

9、切换低温冻干脱水器的工作状态由PKC自动控制各个低温载冷剂和融冰载冷剂与低温冻干脱水器切换阀门实现自动运行，当低温冻干脱水器处于融冰工作状态时，同时关闭该低温冻干脱水器气体的出气阀门。当低温冻干脱水器处于冻干脱水工作状态时，同时开启该低温冻干脱水器气体的出气阀门。

实施例2，参见附图1、3。

本实例为天然气液化厂实施方法。

其它同实施例1，不同的是所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3只有左半部分的冷冻器200、300，没有右半部分的回热器210、310，冷冻器200、300的壳体内设置换热器器芯100， 换热器器芯100上设置载冷剂进口201、301和载冷剂出口202、302；换热器器芯100上设置载冷剂进口201、301密封穿过左半部分的冷冻器200、300的壳体后通过电磁阀8与低温载冷剂水泵10的出口1401和融冰载冷剂泵10’的出口1501相连接 ；换热器器芯100上设置载冷剂出口202、302密封穿过左半部分的冷冻器200、300壳体后通过电磁阀8与余热回收器41进口1502和蒸发器42进口1402相连接。

具体的工艺过程是：

1、天然气经过旋风除污器去除杂质和明水，防止污物进入装置；

2、旋风除污器出口经自动切换阀门接入低温冻干脱水器进口，在低温冻干脱水器中被低温载冷剂冷却到要求的露点温度，将所含的水蒸气直接冻结成冰粘结在低温冻干脱水器上，部分重烃被冷凝为液态重烃，天然气为气态，三种状态的固态冰、液态重烃和气态天然气自然分离，重烃流入重烃储罐，输出低温干燥的天然气。融冰时冰融化后流入凝结水储罐，达到天然气脱水的目的。低温冻干脱水器进、出口设有压力表、温度探头和湿度计测量进出口状态参数，并设有自动阀门。

3、天然气出低温冻干脱水器经过气液分离器，分离出残余液滴输送出低温干燥天然气。

4、低温载冷剂降温使用的低温冷水机组可以为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂可以使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机可以使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。低温载冷剂和溶霜载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂可以使用乙二醇或盐水。

5、低温载冷剂循环

低温载冷剂从低温冷水机组蒸发器抽出经低温载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被加热，温度升高后经低温冻干脱水器换热器器芯出口经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

6、低温冻干脱水器设置两组，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时通过压差和温度的测定来判断，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器后进入凝结水储罐；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的天然气。以此循环使用，连续生产干燥天然气。

7、低温冻干脱水器的融冰载冷剂由低温冷水机组的余热回收器提供热量对其加热，融冰载冷剂经过余热回收器，回收压缩机排气余热被加热到40-50℃，作为加热融冰的热源。融冰时由融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器对其升温，融化低温冻干脱水器的结冰，节省能耗。

8、融冰载冷剂循环：

融冰载冷剂从低温冷水机组余热回收器抽出，经融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被冷却温度降低，融化天然气侧的结冰后经低温冻干脱水器换热器芯出口经自动切换阀回到低温冷水机组余热回收器进行再次升温。

9、切换低温冻干脱水器的工作状态由PKC自动控制各个低温载冷剂和融冰载冷剂与低温冻干脱水器切换阀门实现自动运行，当低温冻干脱水器处于融冰工作状态时，同时关闭该低温冻干脱水器气体的出气阀门。当低温冻干脱水器处于冻干脱水工作状态时，同时开启该低温冻干脱水器气体的出气阀门。

实施例3，参见附图3、5。

本实例为压缩空气脱水实施方法。

其它同实施例1，不同的是所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3只有左半部分的冷冻器200、300，没有右半部分的回热器210、310，冷冻器200、300的壳体内设置换热器器芯100， 换热器器芯100上设置载冷剂进口201、301和载冷剂出口202、302；换热器器芯100上设置载冷剂进口201、301密封穿过左半部分的冷冻器200、300的壳体后通过电磁阀8与低温载冷剂水泵10的出口1401和融冰载冷剂泵10’的出口1501相连接 ；换热器器芯100上设置载冷剂出口202、302密封穿过左半部分的冷冻器200、300壳体后通过电磁阀8与余热回收器41进口1502和蒸发器42进口1402相连接。

具体的工艺过程是：

1、压缩空气经自动切换阀门接入低温冻干脱水器进口，在低温冻干脱水器中被低温载冷剂冷却到要求的露点温度，将所含的水蒸气直接冻结成冰粘结在低温冻干脱水器上，输出低温干燥的压缩空气。融冰时冰融化后排出，达到压缩空气脱水的目的。低温冻干脱水器进、出口设有压力表、温度探头和湿度计测量进出口状态参数，并设有自动阀门。

2、压缩空气出低温冻干脱水器经过气液分离器，分离出残余液滴输送出低温干燥压缩空气。

3、低温载冷剂降温使用的低温冷水机组可以为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂可以使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机可以使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。低温载冷剂和高温载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂可以使用乙二醇或盐水。

4、低温载冷剂降温使用的低温冷水机组可以为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂可以使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机可以使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机。

5、低温载冷剂循环

低温载冷剂从低温冷水机组蒸发器抽出经低温载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被加热温度升高后经低温冻干脱水器换热器器芯出口经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

6、低温冻干脱水器设置两组，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时通过压差和温度的测定来判断，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的空气。以此循环使用，连续生产干燥空气。

7、低温冻干脱水器的融冰载冷剂由低温冷水机组的余热回收器提供热量对其加热，融冰载冷剂经过余热回收器，回收压缩机排气余热被加热到40-50℃，作为加热融冰的热源。融冰时由融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器对其升温，融化低温冻干脱水器的结冰，节省能耗。

8、融冰载冷剂循环：

融冰载冷剂从低温冷水机组余热回收器抽出，经融冰载冷剂泵加压经自动切换阀进入低温冻干脱水器换热器器芯入口，在低温冻干脱水器中被冷却温度降低，融化天然气侧的结冰后经低温冻干脱水器换热器器芯出口经自动切换阀回到低温冷水机组余热回收器进行再次升温。

9、切换低温冻干脱水器的工作状态由PKC自动控制各个低温载冷剂和融冰载冷剂与低温冻干脱水器切换阀门实现自动运行，当低温冻干脱水器处于融冰工作状态时，同时关闭该低温冻干脱水器气体的出气阀门。当低温冻干脱水器处于冻干脱水工作状态时，同时开启该低温冻干脱水器气体的出气阀门。

Claims (7)

1.一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，包括与待处理的天然气输入管道相连的用于去除杂质和明水的旋风除污器（1），第一低温冻干脱水器（2），第二低温冻干脱水器（3），低温冷水机组（4），气液分离器（5），重烃储液器（6），凝水储液器（7）,低温载冷剂泵10，融冰载冷剂泵（10’）；所述的第一低温冻干脱水器（2）和第二低温冻干脱水器（3）的壳体上设置天然气进口（21、31），天然气出口（22、32），重烃及凝结水出口（23、33），第一低温冻干脱水器（2）和第二低温冻干脱水器（3）的冷冻器（200）壳体内设置换热器器芯（100），在回热器内设置回热器器芯（100’），所述的低温冻干脱水器换热器器芯（100）上设置载冷剂进口（1202，1302）和载冷剂出口（1201,1301）；所述的回热器器芯（100’）上设置载冷剂进口（1201’，1301’）和载冷剂出口（1202’,1302’）所述的低温冷水机组（4）包括余热回收器（41）、蒸发器（42）、冷凝器（43）；旋风除污器（1）与第一低温冻干脱水器（2）和第二低温冻干脱水器（3）的天然气进口（21、31）通过电磁阀（8）相连接，天然气出口（22、32）通过电磁阀（8）与气液分离器（5）的进气口相连，气液分离器（5）的出气口与处理后的天然气输出管道相连；重烃及凝结水出口（23、33）通过电磁阀（8）分别与重烃储液器（6）和凝水储液器（7）的进液口相连；

第一低温冻干脱水器换热器芯（100）的进口（1202）和第二低温冻干脱水器换热器芯（100）的进口（1302）密封穿过第一低温冻干脱水器（2）或第二低温冻干脱水器（3）的壳体后通过电磁阀（8）分别与低温载冷剂泵（10）的出口（1401）和融冰载冷剂泵（10’）的出口（1501）相连接；换热器芯上设置的载冷剂出口（1201、1301）密封穿过第一低温冻干脱水器（2）或第二低温冻干脱水器（3）的壳体后分别与回热器器芯（100’）的进口（1201’、1301’）相连接；回热器器芯（100’）的出口（1202’、1302’）密封穿过第一低温冻干脱水器（2）或第二低温冻干脱水器（3）的壳体后通过电磁阀（8）、分别与蒸发器（42）的载冷剂进口（1402）余热回收器（41）的进口（1502）相连接；余热回收器（41）和蒸发器（42）的出口（1503、1403）分别与溶冰载冷剂泵（10’）的进口（1504）和低温载冷剂水泵（10）的进口（1404）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，所述的第一低温冻干脱水器（2）和第二低温冻干脱水器（3）由左半部分的冷冻器（200、300）和右半部分的回热器（210、310）组成，冷冻器（200、300）的壳体内设置换热器器芯（100），回热器（210、310）的壳体内设置回热器器芯（100’），换热器器芯（100）上设置载冷剂进口（1202、1302）和载冷剂出口（1201、1301）；回热器器芯（100’）上设置载冷剂进口（1201’、1301’）和载冷剂出口（1202’、1302’）；换热器器芯（100）上设置载冷剂进口（1202、1302）密封穿过左半部分的冷冻器（200、300）的壳体后通过电磁阀（8）与低温载冷剂水泵（10）的出口（1401）和融冰载冷剂泵（10’）的出口（1501）相连接；换热器器芯（100）上设置载冷剂出口（1201、1301）密封穿过左半部分的冷冻器（200、300）的壳体后与回热器器芯（100’）进口（1201’1301’）相连接，回热器器芯（100’）上设置的载冷剂出口（1202’、1302’）密封穿过右半部分回热器（210、310）的壳体后通过电磁阀（8）与余热回收器（41）进口（1502）和蒸发器（42）进口（1402）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，所述的第一低温冻干脱水器（2）和第二低温冻干脱水器（3）下方设置排污口（24、34），排污口（24、34）下设置截止阀（9）；重烃储液器（6）和凝水储液器（7）上设置液位计（61、71）。

4.根据权利要求1所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，所述的低温冷水机组为水冷低温冷水机组或风冷低温冷水机组；制冷剂使用氟利昂、氨或丙烷作制冷剂；压缩机使用活塞式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；低温载冷剂和高温载冷剂使用同一种类和同一浓度的载冷剂，载冷剂使用乙二醇或盐水。

5.根据权利要求1所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，低温载冷剂从蒸发器抽出经加压后经电磁阀进入低温冻干脱水器入口，在低温冻干脱水器中被加热后经低温冻干脱水器出口进入回热器载冷剂入口，在回热器中载冷剂被出低温冻干脱水器的天然气冷却，回收天然气的冷量，温度降低后经自动切换阀回到低温冷水机组蒸发器再次降温。

6.根据权利要求1所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，通过压差和温度的测定来判断结冰情况，当第一低温冻干脱水器结冰量达到一定值时，第一低温冻干脱水器进入融冰分离水过程，冻结在低温冻干脱水器上的冰被融冰载冷剂加热融化后排出低温冻干脱水器后进入凝结水储罐；同时第二低温冻干脱水器进入低温冻干脱水过程，冻结天然气中的水蒸气生产干燥的天然气；以此循环使用，连续生产干燥天然气。

7.根据权利要求1所述的一种天然气低温冻干脱水装置，其特征在于，所述的换热器器芯（100）用铜管或不锈钢管（101）外套翅片（102）制成，折流板（103）的间距按实际的气体流量确定，相邻两个翅片或翅片与折流板之间的间距（K）>3mm。