专利名称：零排放气体干燥工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体干燥工艺及装置，具体涉及一种零排放气体干燥工艺及装置。
背景技术：
目前，吸附式天然气脱水装置通常采用双塔结构，其工作原理是当一个塔进行脱 水吸附工作时，另一个塔进行吸附剂再生。进行脱水吸附的塔，是利用塔内吸附剂对原料气 中所含水分进行吸附，从而使原料气干燥；进行吸附剂再生的塔，一般是将用做再生气的天 然气直接进入加热器加热到再生所需的温度后进入该塔，流经吸附剂床层，对吸附剂加热， 并使吸附剂吸附的水分脱附，从而达到吸附剂再生的目的。进行吸附剂再生的塔在工作时，会不断排出再生气，排出的再生气中含有大量的 水蒸汽且具有较高的温度，含湿再生气中的水分必须分离。在闭式循环再生流程或者开放 式再生流程中，工业上通常采用风冷或水冷的方法对再生气进行冷却，然后将凝结的水分 及其它凝结液体分离。而目前对于压缩空气干燥，再生时排出的气体一般直接排放到大气 中，对于可燃性气体则做为火炬气直接燃烧。但该类方法存在以下缺点对于工艺气体、天然气、二氧化碳、一氧化碳、氢气及有毒有害气体，不能直接向大 气中排放，否则将对大气造成危害，污染环境。做为火炬气体直接进行燃烧时，造成了大量能源的浪费，增加了产品的成本。如果对排放气体回收处理，则将增加设备和资金；排放气体的过程将引起罐内压 力的降低，容易造成吸附剂粉化。
发明内容
本发明提供一种零排放气体干燥工艺及装置，以解决现有技术减压再生过程中将 再生塔内气体直接排放污染环境或燃烧造成浪费、成本高的问题。本发明的技术解决方案是该零排放气体干燥工艺包括以下步骤(1)吸附(1. 1)对原料气体内所含游离液体进行过滤分离；(1. 2)将经步骤(1. 1)处理后所得气体加压引入进行吸附工作的塔内吸附干燥；(1. 3)将经步骤(1. 2)处理后所得气体进行过滤，分离气体中的固体粉尘颗粒；(1.4)将经步骤(1.3)处理后所得气体一部分引入用气系统，另一部分引入步骤 ⑵再生；(2)再生(2. 1)对经步骤(1. 4)引入的气体进行加热，使温度升至吸附剂再生要求的温度， 形成高温干燥气；
(2. 2)将高温干燥气引入进行再生的吸附剂中，高温干燥气对吸附剂进行加热，将 吸附剂内所吸附的水分解析，完成对吸附剂的脱水再生，同时形成高温再生含湿气；(2. 3)对经步骤(2. 2)处理后高温再生含湿气进行冷却，使其所含水蒸汽冷凝；(2. 4)对经步骤(2. 3)处理后所得物进行气液分离，得到的气体加压后进入(1)吸 附环节进行干燥；得到的游离液体排出；(3)切换步骤(1)吸附与步骤(2)再生，按照吸附要求进行切换，循环吸附。以上所述步骤(3)切换，所述切换可以通过阀门切换；阀门切换可以是气动执行 器控制切换或人工手动切换。以上所述步骤(2. 2)，对干燥气的加热可以是一级加热或二级加热。以上所述吸附剂可以是硅胶、铝胶或分子筛等。本发明零排放气体干燥装置，包括由干燥罐1、2构成的干燥器101，干燥器101的 上、下端口分别与上管系102及下管系103连通，上管系102由并联的阀门3、4和并联的阀 门5、6并联构成，阀门3、4的连接管17与设置于进气管21上的前置过滤器16连通；所述 下管系103由并联的阀门7、8和并联的阀门9、10并联构成，所述阀门7、8的连接管27与 设置于排气管22上的后置过滤器15通过连接管18连通，其特征在于所述阀门5、6的连 接管23与设置于连接管28上的冷却器13连通，所述连接管28上还设置有与连接管24连 接的气液分离器14 ；所述前置过滤器16与连接管17之间设置有加压装置12和连接管25， 连接管25的两端分别与前置过滤器16和加压装置12连通；所述连接管24与加压装置12 连通；所述阀门9、10的连接管20与设置于连接管19上的加热器11连通。以上所述的加压装置12是喷射器；前置过滤器16可以配置气液分离器或精密除 油过滤器。以上所述加热器11可以是一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热。以上所述冷却器13可以是风冷冷却器或水冷冷却器。以上所述加热器11可以是板翅式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器等。以上所述气液分离器14可以是惯性分离过滤分离或惯性和过滤组合形成分离。本发明具有的优点是1、再生过程气体零排放本发明所提供的零排放气体干燥工艺及装置，在工作过程中不再向大气中排放任 何气体，避免了对大气环境的污染和燃烧排放气体时造成的浪费。2、降低成本本发明所提供的零排放气体干燥工艺及装置，无需增设回收排放气体的设备，减 少了资金投入，且工艺简单、操作方便、省去排气降压及再生后升压的过程，降低了成本。3、适用范围广本发明所提供的零排放气体干燥工艺及装置，适用于工艺气体、天然气、氢气、一 氧化碳、二氧化碳等易燃易爆有毒有害气体的脱水干燥。4、避免再生过程中吸附剂粉化本发明所提供的零排放气体干燥工艺及装置，有效地避免了再生过程中吸附剂粉 化。
图1是本发明结构示意图。附图明细1_干燥罐A ；2-干燥罐B ；3、4、5、6、7、8、9、10_阀门；11-加热器；12-喷 射器；13-冷却器；14-气液分离器；15-后置过滤器；16-前置过滤器；17、18、19、20、23、24、 25,27,28-连接管；21-进气管；22-排气管；101-干燥器；102-上管系；103-下管系。
具体实施例方式本发明的零排放气体干燥工艺包括以下步骤(1)吸附(1. 1)对原料气体内所含游离液体进行过滤分离；(1. 2)将经步骤(1. 1)处理后所得气体加压引入进行吸附工作的塔内吸附干燥； 吸附塔内的吸附剂可以是硅胶、铝胶或分子筛等；(1. 3)将经步骤(1. 2)处理后所得气体进行过滤，分离气体中的固体粉尘颗粒；(1. 4)将经步骤(1. 3)处理后所得气体一部分引入用气系统，另一部分引入步骤 ⑵再生；(2)再生(2. 1)对经步骤(1. 4)引入的气体进行加热，可以选择一级加热或二级加热，使温 度升至吸附剂再生要求的温度，形成高温干燥气；(2. 2)将高温干燥气引入进行再生的吸附剂中，高温干燥气对吸附剂进行加热，将 吸附剂内所吸附的水分解析，完成对吸附剂的脱水再生，同时形成高温再生含湿气；(2. 3)对经步骤(2. 2)处理后高温再生含湿气进行冷却，使其所含水蒸汽冷凝；(2. 4)对经步骤(2. 3)处理后所得物进行气液分离，得到的气体加压后进入(1)吸 附环节进行干燥；得到的游离液体排出；(3)切换步骤(1)吸附与步骤(2)再生，按照吸附要求进行切换，循环吸附。切换可以通过 阀门切换，阀门切换可以是气动执行器控制切换或人工手动切换。在此干燥工艺中，再生时用干燥后的成品气体作为再生加热气体和吹冷气体，可 在较低的加热温度下完成吸附剂再生，获得低露点的成品气。再生加热气和吹冷气返回吸 附流程，无任何气体排放到大气中，是真正的“零排放”。下面结合附图对本发明装置进行详述，如图1所示零排放气体干燥装置包括由干燥罐1、干燥罐2构成的干燥器101，干燥器101的 上、下端口分别与上管系102及下管系103连通，上管系102由并联的阀门3、阀门4和并联 的阀门5、阀门6并联构成，阀门3、阀门4的连接管17与设置于进气管17上的前置过滤器 16连通；下管系103由并联的阀门7、阀门8和并联的阀门9、阀门10并联构成，阀门7、阀 门8的连接管27与设置于排气管22上的后置过滤器15通过连接管18连通，阀门5、阀门 6的连接管23与设置于连接管28上的冷却器13连通，连接管28上还设置有与连接管24 连接的气液分离器14 ；前置过滤器16与连接管17之间设置有加压装置12和连接管25，连 接管25的两端分别与前置过滤器16和加压装置12连通；连接管24与加压装置12连通；阀门9、阀门10的连接管20与设置于连接管19上的加热器11连通。当干燥罐1进行吸附工作，干燥罐2进行再生时吸附工作含湿气体由进气管21进入前置过滤器16，分离气体后中的游离水分 后，依次经过连接管25、喷射器12、连接管17、阀门3进入干燥罐1的顶部，自上而下穿过吸 附剂床层，气体中的水分被吸附，干燥气体由干燥罐底部排出，经阀门7、连接管27、连接管 18进入后置过滤器15，除去气体中的粉尘颗粒后，进入排气管22被送往用气点。吸附过程 中，阀门4、5、8、9处于关闭状态。再生工作由连接管27处引出部分干燥气体，由连接管19进入加热器11被加热 升温后，经连接管20、阀门10进入干燥罐2的底部，热气流由下至上穿过吸附剂床层，对吸 附剂加热并带走解析出来的水蒸汽，由罐顶部排出，经阀门6、连接管23进入冷却器13、气 体被冷却后，经连接管28、分离器14分离掉气体中的冷凝水分，再经连接管24进入喷射器 12，与连接管25来的气流汇合后一同进入吸附罐1。达到预定的再生加热温度后，加热器 11停止工作，即进入再生吹冷阶段，直到再生过程结束，再生过程结束后，标志一个工作循 环结束，两干燥罐进行切换，此时干燥罐2进行吸附，而干燥罐1则进入再生过程。本发明的前置过滤器16可根据被干燥气体的气质情况增加一级气液分离器或精 密除油过滤器，即按“气液分离器+前置过滤器+精密除油过滤器”的方式配置；加热器11 可采用一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热；冷却器13采用风冷或水冷，换热 器可采用板翅式、管翅式或管壳式；分离器14可采用惯性分离过滤分离或惯性和过滤组合 形成分离。
权利要求
一种零排放气体干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)吸附(1.1)对原料气体内所含游离液体进行过滤分离；(1.2)将经步骤(1.1)处理后所得气体加压引入进行吸附工作的塔内吸附干燥；(1.3)将经步骤(1.2)处理后所得气体进行过滤，分离气体中的固体粉尘颗粒；(1.4)将经步骤(1.3)处理后所得气体一部分引入用气系统，另一部分引入步骤(2)再生；(2)再生(2.1)对经步骤(1.4)引入的气体进行加热，使温度升至吸附剂再生要求的温度，形成高温干燥气；(2.2)将高温干燥气引入进行再生的吸附剂中，高温干燥气对吸附剂进行加热，将吸附剂内所吸附的水分解析，完成对吸附剂的脱水再生，同时形成高温再生含湿气；(2.3)对经步骤(2.2)处理后高温再生含湿气进行冷却，使其所含水蒸汽冷凝；(2.4)对经步骤(2.3)处理后所得物进行气液分离，得到的气体加压后进入(1)吸附环节进行干燥；得到的游离液体排出；(3)切换步骤(1)吸附与步骤(2)再生，按照吸附要求进行切换，循环吸附。
2.根据权利要求1所述零排放气体干燥工艺，其特征在于所述步骤(3)切换，所述切 换是通过阀门切换；所述阀门切换是启动执行器控制切换或人工手动切换。
3.根据权利要求1或2所述零排放气体干燥工艺，其特征在于所述步骤(2.1)，对干 燥气的加热是一级加热或二级加热。
4.根据权利要求3所述气体热交换干燥工艺，其特征在于所述吸附剂是硅胶、铝胶或 分子筛。
5.一种零排放气体干燥装置，包括由干燥罐(1)、(2)构成的干燥器(101)，所述干燥器 (101)的上、下端口分别与上管系(102)及下管系(103)连通，所述上管系(102)由并联的 阀门(3)、(4)和并联的阀门(5)、(6)并联构成，所述阀门(3)、(4)的连接管(17)与设置 于进气管(21)上的前置过滤器(16)连通；所述下管系(103)由并联的阀门(7)、(8)和并 联的阀门(9)、(10)并联构成，所述阀门(7)、(8)的连接管(27)与设置于排气管(22)上的 后置过滤器(15)通过连接管(18)连通，其特征在于所述阀门(5)、(6)的连接管(23)与 设置于连接管(28)上的冷却器(13)连通，所述连接管(28)上还设置有与连接管(24)连 接的气液分离器(14)；所述前置过滤器(16)与连接管(17)之间设置有加压装置(12)和 连接管(25)，连接管(25)的两端分别与前置过滤器(16)和加压装置(12)连通；所述连接 管(24)与加压装置(12)连通；所述阀门(9)、(10)的连接管(20)与设置于连接管(19)上 的加热器(11)连通。
6.根据权利要求5所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述的加压装置(12)是 喷射器；所述前置过滤器(16)配置气液分离器或精密除油过滤器。
7.根据权利要求5或6所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述加热器(11)是 一个加热器的一级加热或两个加热器的二级加热。
8.根据权利要求7所述的气体热交换干燥装置，其特征在于所述冷却器(13)是风冷冷却器或水冷冷却器。
9.根据权利要求8所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述加热器(11)是板翅 式换热器、管翅式换热器或管壳式换热器。
10.根据权利要求9所述的零排放气体干燥装置，其特征在于所述气液分离器(14) 是惯性分离过滤分离或惯性和过滤组合形成分离。
全文摘要
本发明提供一种零排放气体干燥工艺及装置，主要解决现有技术减压再生过程中将再生塔内气体直接排放污染环境或燃烧造成浪费、成本高的问题。该工艺包括吸附、再生、切换三个环节，再生时用干燥后的成品气体作为再生加热气体和吹冷气体，可在较低的加热温度下完成吸附剂再生，获得低露点的成品气。再生加热气和吹冷气返回吸附流程，无任何气体排放到大气中，是真正的“零排放”。
文档编号B01D53/28GK101920155SQ20091030315
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者张志全, 李大明 申请人:西安超滤净化工程有限公司