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1、第29卷西南石油大学学报Vol.292007年11月JournalofSouthwestPetroleumUniversityNov2007文章编号:1000-2634(2007)-11-0150-033CNG加气站高、低压脱水工艺技术经济分析11121宁成千,岑康,严宇,蔡秋明,李薇(1.西南石油大学建筑工程学院,四川成都610500;2.成都燃气集团公司,四川成都610015)摘要:天然气的脱水工艺的选择是CNG加气站设计过程中的重要内容之一,直接关系到CNG加气站能否安全、稳定、经济运行。针对CNG加气站的脱水方法、后置高压和前置低压两种脱水工艺流程,分别从脱水机
2、理、初期投资与运营成本、成品气品质、进站压力、对压缩机的影响、脱水效果等方面进行了技术经济分析,认为:压缩天然气脱水方法宜采用吸附脱水干燥方法;进站管网压力较高(≥0.3MPa)且较稳定时,宜优先选用前置低压脱水工艺流程;进站管网压力较低(<0.15MPa)或压力波动较大时,宜选用后置高压脱水工艺流程。关键词:CNG加气站;脱水工艺;分析中图分类号:TE644文献标识码:A离。吸收法和吸附法主要用于水露点的控制,低温引言法可同时控制水露点和烃露点,吸附法脱水深度比为满足CNG汽车使用的天然气气质要求,根据吸收法要高得多,但设备投资较大。《汽车用压缩天然气》(SY/T75
3、46—1996)规定,汽在实际工程中,选用何种脱水方法应根据具体车用压缩天然气水露点在最高操作压力下必须低于的天然气气质条件、用户需要的脱水深度要求并经[1]最低环境温度5℃。因此,加气站内必须设置天技术经济比较后合理确定。由于天然气汽车用燃气然气脱水装置,其主要目的是为缓解天然气中的硫对水分的要求很高,故目前国内外一般采用吸附脱化氢、二氧化碳成分溶于水而造成对加气系统工艺水干燥方法,即利用分子筛深度吸附水分,对天然气设备和汽车钢瓶的腐蚀,也可有效防止压缩天然气进行精脱,当分子筛的含水量达到饱和后,利用加热在充装过程中产生冰堵现象。一部分天然气,通过冷热循环脱去分子筛中
4、的水分,使分子筛填料再生。1压缩天然气脱水工艺1.2压缩天然气脱水工艺流程吸附脱水干燥方法根据工艺流程的不同又可分1.1天然气脱水方法为两种,即前置低压脱水和后置高压脱水。前置低[2]一般常用的天然气脱水干燥方法主要有吸收压脱水是将脱水装置安装在压缩机进气口之前,对法脱水、吸附法脱水和低温法脱水三种,三种脱水方进站天然气进行深度脱水,使其水露点达到压缩天法的脱水机理各不相同。吸收法脱水是用吸湿性液然气的技术要求,工作压力为管网进站压力。采用体(或活性固体)吸收的方法脱除气流中的水蒸气。前置低压脱水时,加气站的整体工艺流程为:进气调吸附法脱水是利用分子筛、硅胶、氧化铝等内
5、表面积压计量→脱硫→脱水→压缩→储气→售气。前置低很大的吸附剂,通过表面吸附及毛细凝析作用,选择压脱水宜采用活性氧化铝—分子筛或硅胶—分子筛性地将水分吸附在吸附剂的微孔里面,达到饱和后,两级脱水装置。后置高压脱水则是将脱水装置安装在低压状态下通入高热气流将吸附的水分驱赶出在压缩机排气口之后,对压缩后的高压天然气进行来,达到再生吸附剂的目的。低温法脱水则是利用深度脱水,工作压力为压缩机的排气压力。采用后在压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少置高压脱水时,加气站的整体工艺流程为:进气调压的原理来实现脱水,此法只适用于大量水分的粗分计量→脱硫→压缩→脱水→储气→售气。此
6、时,宜3收稿日期:2007-09-30作者简介:宁成千(1983-),男(汉族),吉林公主岭市人,建筑环境与设备工程专业2003级本科生。2007-11宁成千等:CNG加气站高、低压脱水工艺技术经济分析151采用分子筛一级脱水装置。站管网压力较低(<0.15MPa)时,应考虑选用后置目前,吸附法前置低压脱水工艺流程除在选用高压脱水方式。进口压缩机的加气站使用较多外,其他CNG站采用(4)对压缩机的影响的并不多,其原因主要是工艺设备的体积较大,从而采用前置低压脱水时,脱水设备处于压缩机前导致天然气通过时将产生较大的压力损失。例如,端,进入压缩机的气体为纯净无杂质的干气,对
7、压缩目前大部分加气站的进气压力一般均处于0.2～机磨损小,可延长压缩机的使用寿命,同时也可提高0.3MPa之间,而通过低压脱水装置时的压力损失压缩机的产气效率,而后置高压脱水装置处于压缩就约有0.03～0.05MPa,约占进气压力的10%～机的后端,未经处理的湿气和杂质会对压缩机阀件15%,从而对压缩机的实际排量造成较大的影响,这及活塞造成磨损,若硫化氢超标还会腐蚀冷凝器和[2][3]种情况在加气量较大的加气站就显得尤为突出。水分离器。后置高压脱水装置则与前置低压脱水装置相(5)吸附剂的寿命反。在25MPa的工作压力下,设备体积小,压力损
