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CNG加气站中的天然气脱水 作者：????来源：????浏览次数： 次 ??? CNG加气站的原料气一般为来自输气管道的商品天然气，在加气站中增压至20～25MPa并冷却至常温后，再在站内储存与加气。充装在高压气瓶(约20MPa)中的CNG，用作燃料时须从高压减压至常压或负压，再与空气混合后进入汽车发动机中燃烧。由于减压时有节流效应，气体温度将会降至-30℃以下。为防止气体在高压与常温(尤其是在寒冷环境)或节流后的低温下形成水合物和冻堵，故必须在加气站中对原料气深度脱水。 ??? CNG加气站中的天然气脱水虽也采用吸附法，但与NGL回收装置中的脱水系统相比，它具有以下特点：①处理量很小；②生产过程一般不连续，而且多在白天加气；③原料气已在上游经过处理，露点通常已符合管输要求，故其相对湿度小于100%。 ??? 据了解，CNG加气站中气体脱水用的干燥剂在美国多为分子筛，俄罗斯以往多用硅胶，目前也用分子筛，我国则普遍采用分子筛。至于脱水后干气的露点或水含量，则应根据各国乃至不同地区的具体情况而异。我国GB 18047《车用压缩天然气》中规定，汽车用压缩天然气的水露点在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃。CNG的脱水深度通常也可用其在储存压力下的水含量来表示。 1. 天然气脱水装置在加气工艺流程中的位置 ??? 当进加气站的天然气需要脱水时，脱水可在增压前(前置)、增压间(级间)或增压后(后置)进行，即根据其在CNG加气工艺流程中的位置不同，又可分为低压脱水(压缩机前脱水)、中压脱水(压缩机级间)及高压脱水(压缩机后)三种。 ??? 脱水装置通常设置两塔即两个干燥器，一套系统在脱水，一套系统在再生。交替运行周期一般为6～8h，但也可更长。脱水装置的设置位置应按下列条件确定：①所选用的压缩机在运行中，其机体限制冷凝水的生成量，且天然气的进站压力能克服脱水系统等阻力时，应将脱水装置设置在压缩机前；②所选用的压缩机在运行中，其机体不限制冷凝水的生成量，并有可靠的导出措施时，可将脱水装置设置在压缩机后；③所选用的压缩机在运行中，允许从压缩机的级间导出天然气进行脱水时，宜将脱水装置设置在压缩机的级间。此外，压缩机汽缸采用的润滑方式(无油或注油润滑)也是确定脱水装置在流程中位置时需要考虑的因素。 ??? 在增压前脱水时，再生用的天然气宜采用进站天然气经电加热、吸附剂再生、冷却和气液分离后，再经增压进入进站的天然气脱水系统。再生用的循环风机应为再生系统阻力值的1.10～1.15倍。 ??? 在增压后或增压间脱水时，再生用的天然气宜采用脱除游离液(水分和油分)后的压缩天然气，并应由电加热控制系统温度。再生后的天然气宜经冷却、气液分离后进入压缩机的进口。再生用天然气压力为0.4～1.8MPa或更高。 ??? 低、中、高压脱水方式各有优缺点。高压脱水在需要深度脱水时具有优势，但由于高、中压脱水需要对压缩机进行必要的保护，否则会因含水蒸气的天然气进入压缩机而导致故障。 ??? 天然气脱水装置设置在压缩机后或压缩机级间时，压缩天然气进入脱水装置前，应先经过冷却、气液分离和除油过滤，以脱除游离的水分和油分。 2. CNG加气站天然气脱水装置工艺流程 目前国内各地加气站大多采用国产天然气脱水装置，并有低压、中压、高压脱水三类。其中，低压和中压脱水装置有半自动、自动和零排放三种方式，高压脱水装置只有全自动一种方式。半自动装置只需操作人员在两塔切换时手动切换阀门，再生过程自动控制。在两塔切换时有少量天然气排放。全自动装置所有操作自动控制，不需人员操作。在两塔切换时也有少量天然气排放。零排放装置指全过程(切换、再生)实现零排放。这些装置脱水后气体的水露点小于-60℃。干燥剂一般采用4A或13X分子筛。 半自动和全自动低压脱水工艺流程见图3-20。图3-20中原料气从进气口进入前置过滤器，除去游离液和尘埃后经阀3进入干燥器A，脱水后经阀5去后置过滤器除去吸附剂粉尘后至出气口。再生气经循环风机增压后进入加热器升温，然后经阀B进入干燥器B使其再生，再经阀27进入冷却器冷却后去分离器分出冷凝水，重新进入循环风机增压。 ? Vyz天然气（煤层气）与管道网 零排放低压脱水工艺流程见图3-21。图3-21中原料气从进气口进入前置过滤器，除去游离液和尘埃后经阀1进入干燥器A，脱水后经止回阀和后置过滤器至出气口。再生气来自脱水装置出口，经循环风机增压后进入加热器升温，然后经止回阀进入干燥器B使其再生，再经阀4进入冷却器冷却后去分离器分出冷凝水，重新回到脱水装置进气口。 ? Vyz天然气（煤层气）与管道网 半自动、全自动和零排放中压脱水流程与图3-20、图3-21基本相同，只是进气口来自压缩机一级出