关于脱水装置在cng加气站设计中讨论

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1、关于脱水装置在CNG加气站设计中讨论　　摘要：文章介绍了CNG加气站设计中脱水装置的有关问题，对脱水装置吸附剂的选择，脱水量的确定，以及脱水装置在加气站工艺流程中位置的确定都做了论述，并以实际工程为例对脱水装置的选择进行确定。关键词：脱水装置吸附剂脱水量低压脱水高压脱水中图分类号：TD433文献标识码：A《车用压缩天然气》GB18047-2000中明确要求了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℃。降低水露点的过程称为脱水，水露点达到很低的脱水属于深度脱水，CNG站内的脱水

2、属于深度脱水。1.脱水装置的选择1.1吸附剂的选择可用于气体脱水的工艺有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离法。吸附法脱水深度比其其他工艺要高，由于天然气汽车用燃气对水分的要求很高，目前国内外一般采用吸附脱水法。7选用吸附脱水法后就必须明确采用哪一种吸附剂。常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。对于含水量较高的气体，选用硅胶、活性氧化铝脱水为好；对于含水量较低的气体，选用分子筛为好。以西气东输二线到达广州分输站的天然气为例，2013年6月检测到的气体成分如下：对于以上成分的天然气进行脱水采用分子筛作为吸附剂脱水。分子筛根据化学组成的不同，可分为A、X、Y等几种类型，其中A

3、型分子筛被应为的较为广泛。A型基本组成是硅铝酸钠，常见的3种分子筛性能的比较如下：对于上述成分的天然气，天然气的主要成分为CH4和C2H6，故对照上表选择4A型的分子筛作为吸附剂。1.2脱水装置规模的确定计算天然气的脱水量需知道的条件包括天然气的成分、进站时的水露点、当地的最低温度条件、天然气脱水前后的压力、设计处理天然气的能力等。以表1.1中的天然气为例，若在分输站的下游临近建设CNG加气母站，CNG加注的最高压力为20.0MPa，广州冬天最低温度按5℃计，天然气的处理量5000Nm3/h计，则需要脱水的量计算如下：确定20.0MPa下CNG要达到的水露点：≤-13

4、℃；7查相关图表可知，在20.0MPa下，CNG的水露点为-14℃，换算为基准状态下的干气含水量约为18mg/m3，考虑到一些不可预见的因素，确定干气在基准状态下的含水量为15mg/m3，此时干气的含水量换算到一个大气压下的基准状态下相当于-55℃的含水量。查相关图表可知，在进站天然气的的水露点为-1.8℃，运行压力状态为3.0MPa时，天然气在基准状态下的含水量约为190mg/m3。由以上步骤确定天然气脱水的符合为175mg/m3，以广州末站5000Nm3/h的天然气为例，则每小时需要的脱水处理量为875g。1.3再生工艺的确定脱水装置根据再生工艺的不同分为单筒脱水

5、和双筒脱水。单筒脱水是指脱水装置只有干燥筒，在干燥筒不工作时，利用另外单独设置的再生设施对干燥筒进行再生。此种脱水装置的优点在于能够灵活的选择再生气源，也无需设置再生湿气回收。缺点是生产的连续性较差，在生产连续性要求较高的场站不宜选择。7双筒脱水是指脱水装置有干燥筒和再生筒并联设置，干燥筒出口的干燥天然气引出少量流入再生筒内进行慢速再生。此种脱水装置的优点在脱水装置工作时仍能保持再生，从而保证生产的连续性，但是再生后的天然气需进行回收，因此需增加天然气重新利用的回收系统。目前应用较多的是封闭循环式的双筒脱水装置。2.脱水装置的设置CNG加气站中的脱水装置按其在加气站工

6、艺流程中的位置不同可分为低压脱水(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。实际中比较常见的是低压脱水和高压脱水。2.1低压脱水工艺流程低压脱水的工艺流程：天然气进站后，先经过滤、计量、（凋压）进入缓冲罐，进入前置脱水装置进行深度脱水，脱水后的天然气进入压缩机，经增压达到25MPa后直接给汽车加气。2.2高压脱水工艺流程高压脱水的工艺流程：天然气进站后，先经过滤、计量、（调压）进入缓冲罐，再进入压缩机，经增压达到25MPa后进入后置高压脱水装置进行深度脱水，脱水后的天然气给汽车加气。2.3两种脱水装置位置的详细比较成本7高压脱水装置均采用优质高

7、压阀门、前后过滤器、管件（配件压力≥25.0MPa）等，价格昂贵，投产运行后的维修费较高。低压脱水装置采用的阀门、前后过滤器、管件（配件压力≥4.0MPa）等，相对高压脱水装置价格较低，投产运行后的维修费也较低。(2)对设备的影响采用低压脱水时，进入压缩机的气体为纯净无杂质的干气，对压缩机磨损小。而高压脱水装置处于压缩机后,未经处理的湿气和杂质会对压缩机阀件及活塞造成磨损。另外，低压脱水装置吸附周期长、再生次数少。同时,压缩机工作时未被分离干净的润滑油不会对吸附剂造成污染,可延长吸附剂的使用寿命。2.4脱水装置位置的确定以表1-1的天然气为例，天然气