内热式天然气分子筛脱水装置的制造方法
内热式天然气分子筛脱水装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气处理技术领域，尤其涉及一种内热式天然气分子筛脱水装置。
【背景技术】
[0002]由于天然气中液态水的存在将会严重影响汽车及加气站的安全，因此，需要对天然气进行脱水处理，使脱水处理后的天然气符合安全标准。
[0003]现有的内热式天然气分子筛脱水装置的中心管、支撑网板以及壳体焊接在一起，由于分子筛吸附与再生的交替变化中，中心管的热胀冷缩效应会对支撑网板和/或壳体产生交变应力，容易损坏所述内热式天然气分子筛脱水装置，从而降低了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
[0005]本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；
[0006]其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合。
[0007]进一步地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置。
[0008]进一步地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置。
[0009]进一步地，所述支撑网板焊接于所述壳体的内下部。
[0010]进一步地，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置。
[0011]进一步地，所述中心管的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器连接。
[0012]进一步地，所述内热式天然气分子筛脱水装置还包括:设置于所述壳体底部的排污管。
[0013]进一步地，所述内热式天然气分子筛脱水装置还包括:设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿。
[0014]进一步地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球。
[0015]本实用新型的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；由于所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例一的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例二的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例三的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1:壳体；
[0022]2:进气口；
[0023]3:防爆电加热器；
[0024]4:中心管；
[0025]5:出气口；
[0026]6:支撑网板；
[0027]7:填料；
[0028]8:中心套管；
[0029]9:电热管；
[0030]10:下垫层瓷球；
[0031]11:分子筛；
[0032]12:上垫层瓷球；
[0033]13、排污管；
[0034]14:支腿。
【具体实施方式】
[0035]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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作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。
[0036]图1为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0037]如图1所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8 (所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离，便于排出所述壳体内的气体；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。
[0038]本实施例中的分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3?2nm)的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。其中，分子筛的吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸 附(范德华力)，其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力；分子筛的筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部；分子筛通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以被形象的称为“分子筛”。
[0039]一般脱水装置的工作原理为:当气体通过分子筛床层时，气体中的水蒸气分子随气流进入分子筛内部的孔道，由于水分子属于强极性分子，因此被吸附在孔道上不再随气体流动；而甲烷等烃类气体都因属于非极性分子，会顺利通过，气体从而得到干燥。随着吸附塔内的分子筛吸附的水分增加，分子筛对水分子的吸附能力也逐渐下降；当到达一定值时，从吸附塔出口的气体中的水分子就会超过规定值一说明该塔内分子筛已吸附饱和了。此时，必须对该吸附塔内分子筛进行再生脱附；所谓再生流程，就是将分子筛微孔内吸附的水分驱逐，使分子筛重新活化的过程。由于吸附时产生吸附热，用热气流加热就会使吸附剂脱附水分，同时吸附剂得到再生，再生冷却后分离出水分；一般加气站大都采用两个吸附罐(双塔)轮流工作，以保证加气站连续运行。
[0040]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程。结合图1所示，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程如下:关闭防爆电加热器3 (即关闭电热管9，使其不发热)，天然气由进气口 2进入中心管4并向下流动，经过所述中心管4底部的开口流至壳体I底部与支撑网板6形成的空间后，继续向上流动；进一步地，在支撑网板6与下垫层瓷球10的作用下，向上的天然气均匀地分布在分子筛11的断面上(即天然气与分子筛11充分接触)，以便于所述分子筛11吸附天然气中的水分达到干燥的目的；进一步地，干燥后的天然气经过出气口 5排出，可选地，所述上垫层瓷球12可避免天然气携带分子筛11经过出气口 5排出。
[0041]结合图1所示，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛解析再生过程如下:给防爆电加热器3通电，使电热管9发热，当天然气由进气口 2进入中心管4并向下流动时，电热管9逐渐将中心管4及所述中心管内的天然气加热至120-180°C (其中，中心管4受热膨胀变长)，由于中心管4与中心套管8之间为间隙配合，因此，中心管4的受热膨胀亦不会对支撑网板6产生作用力，可延长所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，中心管4向外部散发的热量部分会被填料7吸收(即对填料7进行了预热)，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率；进一步地，加热后的天然气经过中心管4底部的开口流至壳体I的下部与支撑网板6围成的空间后，继续向上流动，在支撑网板6与下垫层瓷球10的作用下，向上的天然气均匀地分布在分子筛11的断面上(即天然气与分子筛11充分接触)，进一步地对所述电热管9加热使分子筛11吸附的水被解析蒸发出来，并随天然气一起穿过上垫层瓷球12经出气口 5排出，从而达到分子筛解析再生的目的。
[0042]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
[0043]图2为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例二的结构示意图。如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8及设置于所述壳体底部的排污管13;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0044]如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8以及设置于所述壳体底部的排污管13 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8 (所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)，可选地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置，可选地，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(可选地，所述电热管的发热段低于所述填料的顶部位置，即所述电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0045]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程以及分子筛解析再生过程详见本实用新型的上述内热式天然气分子筛脱水装置实施例一中的部分，此处不再赘述。
[0046]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8以及设置于所述壳体底部的排污管13 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；一方面由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延 长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，由于所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(即电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0047]图3为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例三的结构示意图。如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0048]如图3所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;可选地，用于支撑所述填料7的所述支撑网板焊接于所述壳体I的内下部，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8(所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)(可选地，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置)，可选地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置，可选地，所述中心管4的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0049]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程以及分子筛解析再生过程详见本实用新型的上述内热式天然气分子筛脱水装置实施例一中的部分，此处不再赘述。
[0050]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；一方面由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，由于所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(即电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0051]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种内热式天然气分子筛脱水装置，其特征在于，包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管； 其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管设置于所述壳体的中心位置。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑网板焊接于所述壳体的内下部。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器连接。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:设置于所述壳体底部的排污管。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球。
【专利摘要】本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，包括：壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【IPC分类】B01D53/04, C10L3/10
【公开号】CN204702708
【申请号】CN201520321925
【发明人】尹红卫, 达扬, 秦振杰, 陈远, 顾娟, 唐君伟, 蒋炳坤, 冯甫, 张博, 王谦, 杨磊, 胥猛生, 韩光谱, 刘宵
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月18日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气处理技术领域，尤其涉及一种内热式天然气分子筛脱水装置。
【背景技术】
[0002]由于天然气中液态水的存在将会严重影响汽车及加气站的安全，因此，需要对天然气进行脱水处理，使脱水处理后的天然气符合安全标准。
[0003]现有的内热式天然气分子筛脱水装置的中心管、支撑网板以及壳体焊接在一起，由于分子筛吸附与再生的交替变化中，中心管的热胀冷缩效应会对支撑网板和/或壳体产生交变应力，容易损坏所述内热式天然气分子筛脱水装置，从而降低了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
[0005]本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；
[0006]其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合。
[0007]进一步地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置。
[0008]进一步地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置。
[0009]进一步地，所述支撑网板焊接于所述壳体的内下部。
[0010]进一步地，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置。
[0011]进一步地，所述中心管的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器连接。
[0012]进一步地，所述内热式天然气分子筛脱水装置还包括:设置于所述壳体底部的排污管。
[0013]进一步地，所述内热式天然气分子筛脱水装置还包括:设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿。
[0014]进一步地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球。
[0015]本实用新型的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；由于所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例一的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例二的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例三的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1:壳体；
[0022]2:进气口；
[0023]3:防爆电加热器；
[0024]4:中心管；
[0025]5:出气口；
[0026]6:支撑网板；
[0027]7:填料；
[0028]8:中心套管；
[0029]9:电热管；
[0030]10:下垫层瓷球；
[0031]11:分子筛；
[0032]12:上垫层瓷球；
[0033]13、排污管；
[0034]14:支腿。
【具体实施方式】
[0035]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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作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。
[0036]图1为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0037]如图1所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8 (所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离，便于排出所述壳体内的气体；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。
[0038]本实施例中的分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3?2nm)的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。其中，分子筛的吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸 附(范德华力)，其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力；分子筛的筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部；分子筛通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以被形象的称为“分子筛”。
[0039]一般脱水装置的工作原理为:当气体通过分子筛床层时，气体中的水蒸气分子随气流进入分子筛内部的孔道，由于水分子属于强极性分子，因此被吸附在孔道上不再随气体流动；而甲烷等烃类气体都因属于非极性分子，会顺利通过，气体从而得到干燥。随着吸附塔内的分子筛吸附的水分增加，分子筛对水分子的吸附能力也逐渐下降；当到达一定值时，从吸附塔出口的气体中的水分子就会超过规定值一说明该塔内分子筛已吸附饱和了。此时，必须对该吸附塔内分子筛进行再生脱附；所谓再生流程，就是将分子筛微孔内吸附的水分驱逐，使分子筛重新活化的过程。由于吸附时产生吸附热，用热气流加热就会使吸附剂脱附水分，同时吸附剂得到再生，再生冷却后分离出水分；一般加气站大都采用两个吸附罐(双塔)轮流工作，以保证加气站连续运行。
[0040]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程。结合图1所示，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程如下:关闭防爆电加热器3 (即关闭电热管9，使其不发热)，天然气由进气口 2进入中心管4并向下流动，经过所述中心管4底部的开口流至壳体I底部与支撑网板6形成的空间后，继续向上流动；进一步地，在支撑网板6与下垫层瓷球10的作用下，向上的天然气均匀地分布在分子筛11的断面上(即天然气与分子筛11充分接触)，以便于所述分子筛11吸附天然气中的水分达到干燥的目的；进一步地，干燥后的天然气经过出气口 5排出，可选地，所述上垫层瓷球12可避免天然气携带分子筛11经过出气口 5排出。
[0041]结合图1所示，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛解析再生过程如下:给防爆电加热器3通电，使电热管9发热，当天然气由进气口 2进入中心管4并向下流动时，电热管9逐渐将中心管4及所述中心管内的天然气加热至120-180°C (其中，中心管4受热膨胀变长)，由于中心管4与中心套管8之间为间隙配合，因此，中心管4的受热膨胀亦不会对支撑网板6产生作用力，可延长所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，中心管4向外部散发的热量部分会被填料7吸收(即对填料7进行了预热)，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率；进一步地，加热后的天然气经过中心管4底部的开口流至壳体I的下部与支撑网板6围成的空间后，继续向上流动，在支撑网板6与下垫层瓷球10的作用下，向上的天然气均匀地分布在分子筛11的断面上(即天然气与分子筛11充分接触)，进一步地对所述电热管9加热使分子筛11吸附的水被解析蒸发出来，并随天然气一起穿过上垫层瓷球12经出气口 5排出，从而达到分子筛解析再生的目的。
[0042]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7以及中心套管8 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
[0043]图2为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例二的结构示意图。如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8及设置于所述壳体底部的排污管13;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0044]如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8以及设置于所述壳体底部的排污管13 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8 (所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)，可选地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置，可选地，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(可选地，所述电热管的发热段低于所述填料的顶部位置，即所述电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0045]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程以及分子筛解析再生过程详见本实用新型的上述内热式天然气分子筛脱水装置实施例一中的部分，此处不再赘述。
[0046]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8以及设置于所述壳体底部的排污管13 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；一方面由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延 长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，由于所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(即电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0047]图3为本实用新型内热式天然气分子筛脱水装置实施例三的结构示意图。如图2所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合。
[0048]如图3所示，本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;可选地，用于支撑所述填料7的所述支撑网板焊接于所述壳体I的内下部，所述支撑网板6的中心位置(即所述支撑网板6的中心为一个开口)设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8(所述支撑网板6中心处的所述开口的大小与所述中心套管8的大小相匹配)(可选地，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置)，可选地，所述中心管设置于所述壳体的中心位置，可选地，所述中心管4的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；可选地，所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，从而可防止所述中心管4受热膨胀时对所述支撑网板6产生作用力，延长了所述内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。可选地，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球(可选地，所述填料自下而上的顺序分别为:下垫层瓷球10、分子筛11以及上垫层瓷球12)。可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0049]本实施例中，所述内热式天然气分子筛脱水装置包括分子筛吸附干燥过程及分子筛解析再生过程，具体地，所述内热式天然气分子筛脱水装置的分子筛吸附干燥过程以及分子筛解析再生过程详见本实用新型的上述内热式天然气分子筛脱水装置实施例一中的部分，此处不再赘述。
[0050]本实施例的内热式天然气分子筛脱水装置包括:壳体1、进气口 2、防爆电加热器3、中心管4、出气口 5、支撑网板6、填料7、中心套管8、设置于所述壳体底部的排污管13及设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿14 ;其中，所述壳体I的内下部设有用于支撑所述填料7的所述支撑网板6，所述支撑网板6的中心位置设置有用于套设于所述中心管4下部的中心套管8，所述中心管4的顶部与所述防爆电加热器3连接，所述防爆电加热器3的电热管9设于所述中心管4内，可选地，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置，所述进气口 2设置于所述防爆电加热器3与所述壳体I之间的所述中心管4上，所述出气口 5设置于所述壳体I的上部，其中，所述出气口 5距离所述壳体I底部的距离大于所述填料7的顶部距离所述壳体I底部的距离；一方面由于所述中心管4与所述中心套管8之间为间隙配合，在分子筛吸附与解析再生过程中不会因中心管的热胀冷缩而对支撑网板6产生内部应力，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命；另一方面，由于所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置(即电热管的发热段与填料对应)，使中心管4向外部散发的热量直接被填料7吸收，防止了中心管4热量的无效散发，提高了热量的利用率。
[0051]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种内热式天然气分子筛脱水装置，其特征在于，包括:壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管； 其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电热管的底部位置低于所述填料的顶部位置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管设置于所述壳体的中心位置。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑网板焊接于所述壳体的内下部。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心套管焊接于所述支撑网板的中心位置。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心管的顶部通过中心管法兰与防爆电加热器法兰，与所述防爆电加热器连接。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:设置于所述壳体底部的排污管。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:设置于所述壳体的外下部的用于支撑所述壳体的支腿。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述填料包括:下垫层瓷球、分子筛以及上垫层瓷球。
【专利摘要】本实用新型提供一种内热式天然气分子筛脱水装置，包括：壳体、进气口、防爆电加热器、中心管、出气口、支撑网板、填料以及中心套管；其中，所述壳体的内下部设有用于支撑所述填料的所述支撑网板，所述支撑网板的中心位置设置有用于套设于所述中心管下部的中心套管，所述中心管的顶部与所述防爆电加热器连接，所述防爆电加热器的电热管设于所述中心管内，所述进气口设置于所述防爆电加热器与所述壳体之间的所述中心管上，所述出气口设置于所述壳体的上部，其中，所述出气口距离所述壳体底部的距离大于所述填料的顶部距离所述壳体底部的距离；所述中心管与所述中心套管之间为间隙配合，从而延长了内热式天然气分子筛脱水装置的使用寿命。
【IPC分类】B01D53/04, C10L3/10
【公开号】CN204702708
【申请号】CN201520321925
【发明人】尹红卫, 达扬, 秦振杰, 陈远, 顾娟, 唐君伟, 蒋炳坤, 冯甫, 张博, 王谦, 杨磊, 胥猛生, 韩光谱, 刘宵
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月18日
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