本发明专利技术提供了一种天然气净化装置、净化系统、处理系统及吸附剂再生方法。其中，该天然气净化装置包括第一吸附塔、第二吸附塔、预加热装置、升温装置、第一控制阀和第二控制阀；预加热装置的入口用于与冷气源相连接，用于接收冷气源提供的冷气；预加热装置的出口依次通过第一控制阀、第一吸附塔、升温装置与第二吸附塔的热吹工段入口相连接；第二吸附塔的热吹工段出口用于输出第二吸附塔内的气体；以及，预加热装置的出口还通过第二控制阀与升温装置的入口相连接，并且第一控制阀和第一吸附塔所在的管路与第二控制阀所在的管路形成并联管路。实现了对能源的有效利用，提高了能源的利用率，并且降低了升温装置的能源消耗，进一步节约能源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天然气处理
，具体而言，涉及。
技术介绍
天然气是一种清洁的能源和化工原料，我国天然气长输管道采用高压输气的方式将天然气输送到各天然气门站，各天然气门站再对高压天然气进行减压处理后输送入下游管网，或者进行液化处理成液化天然气，供用户使用。—般而言，来自天然气门站的原料气中含有水、汞、酸性气体等杂质，各杂质会对天然气进行降压处理的系统产生严重影响。例如，天然气中的水分与天然气在一定条件下形成水合物而阻塞管路，影响冷却液化过程；天然气中的酸性气体游离水中会形成酸，从而侵蚀管路和设备；汞对铝制设备和管道的腐蚀很严重；另外由于水分的存在也会造成不必要的动力消耗；由于天然气液化温度较低，水和酸性气体的存在还会导致设备的冻堵，故必须脱除。为了解决这一问题，目前常用的方式是在天然气进行减压之前，先通过净化系统对各天然气门站的原料气作净化处理。目前，净化系统内一般设置有多个净化单元，每个净化单元内设置有多个吸附塔，每个吸附塔内装填有吸附剂，选择性地脱除原料天然气中的酸性气体、汞、水等杂质，多个塔可以同时进行吸附和再生(解吸)循环操作。常用的吸附方法是TSA (变温吸附，Temperature Swing Adsorpt1n)。其中，TSA吸附方式是从塔底进入的天然气在塔内吸附剂的作用下将气体中的酸性气体、水等杂质吸附下来，吸附完成后，用高温解吸气进行再生，即在常温或低温下用吸附剂吸附水和酸性气体等杂质，之后在高温下对吸附剂进行解吸再生，构成吸附剂的再生循环，达到连续分离和净化气体的目的。一般而言，TSA变温吸附包括吸附、热吹和冷吹三个工段，吸附塔上设置有多个阀门，通过各个阀门的切换来实现吸附、热吹和冷吹工序的进气，具体为:打开与吸附工序对应的阀门，高压天然气进入吸附塔内，并在塔内吸附剂的作用下将气体中的酸性气体等杂质吸附下来，吸附完成后，关闭与吸附工序对应的阀门，打开与热吹工序对应的阀门，输入高温气体，用高温解吸气将吸附剂吸附的水和酸性气体等杂质解吸出来，热吹完成后关闭与热吹工序对应的阀门，并打开与冷吹工序对应的阀门，向吸附塔内输送冷吹气，对吸附塔进行降温。当吸附塔的温度降到预设温度值时，冷吹结束后再进入吸附工序，这样就构成吸附剂的吸附与再生的循环，达到连续分离和净化气体的目的。PSA变压吸附包括吸附和热吹两个工段，这两个工段的工作过程与TSA变温吸附中的吸附工段和热吹工段的工作过程相同，只是省略了 TSA变温吸附中的冷吹工段。一般而言，TSA变温吸附的冷吹工序中，冷吹气通入吸附塔内进行换热，使得吸附塔的温度降低，相应的冷吹气的温度升高，由吸附塔输出。输出的温度升高的冷吹气直接输入至天然气管网中，并没有对其热量进行充分利用，造成能源的浪费。此外，热吹工序中需要向吸附塔通入高温气体，一般是通过加热装置将天然气处理系统中的低温气体进行加热至预设温度后输入吸附塔，由于该气体温度较低，因此需要耗费较多的能源对气体进行加热成为高温气体，这也势必会造成能源的浪费。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种，旨在解决冷吹工序输出的气体的热量不能充分利用进而造成能源浪费的问题。—个方面，本专利技术提出了一种天然气净化装置，该天然气净化装置包括:第一吸附塔、第二吸附塔、预加热装置、升温装置、第一控制阀和第二控制阀；其中，预加热装置的入口用于与冷气源相连接，用于接收冷气源提供的冷气；预加热装置的出口通过第一控制阀与第一吸附塔的冷吹工段入口相连接，第一吸附塔的冷吹工段出口与升温装置的入口相连接，升温装置的出口与第二吸附塔的热吹工段入口相连接；第二吸附塔的热吹工段出口用于输出第二吸附塔内的气体；以及，预加热装置的出口还通过第二控制阀与升温装置的入口相连接，并且第一控制阀和第一吸附塔所在的管路与第二控制阀所在的管路形成并联管路。进一步地，上述天然气净化装置中，升温装置为加热器。进一步地，上述天然气净化装置还包括第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀；其中，在冷气源与第一吸附塔的冷吹工段入口之间的管路上设置有第三控制阀，并且，预加热装置和第一控制阀所在的管路与第三控制阀所在的管路形成并联管路；在第一吸附塔的冷吹工段出口与升温装置的入口之间的管路上设置有第四控制阀；第五控制阀设置于与第一吸附塔的冷吹工段出口相连通的管路，用于控制第一吸附塔的冷吹工段出口与天然气管网之间的通断。 进一步地，上述天然气净化装置中，预加热装置为第一换热器。进一步地，上述天然气净化装置还包括:第三吸附塔和压缩机；其中，第三吸附塔的吸附工段入口用于向第三吸附塔内通入原料天然气；第三吸附塔的吸附工段出口通过压缩机与第一换热器的第一通道的入口相连接，第一换热器的第一通道的出口用于输出气体；以及，冷气源与第一换热器的第二通道的入口相连接，第一换热器的第二通道的出口通过第一控制阀与第一吸附塔的冷吹工段入口相连接，第一换热器的第二通道的出口还通过第二控制阀与升温装置的入口相连接。进一步地，上述天然气净化装置还包括:第二换热器；其中，第二换热器的第一通道的入口与第一换热器的第一通道的出口相连接，第二换热器的第一通道的出口用于将气体输出；第二换热器的第二通道的入口用于接收闪蒸汽；第二换热器的第二通道的出口与升温装置的燃料入口相连接，用于为升温装置提供燃料；第二换热器的第二通道的出口还用于将闪蒸汽输出。另一个方面，本专利技术提出了一种天然气净化系统，该天然气净化系统包括至少一个上述的天然气净化装置。再一个方面，本专利技术提出了一种天然气处理系统，该天然气处理系统包括上述的天然气净化系统。又一个方面，本专利技术提出了一种吸附塔内吸附剂再生方法，该吸附剂再生方法包括如下步骤:温度差确定步骤，确定处于冷吹工序的吸附塔输出的气体与输入的气体之间的温度差；第一执行步骤，当温度差大于预设值时，将用于对处于冷吹工序的吸附塔进行降温的冷气先与处于吸附工序的吸附塔输出的气体进行换热升温，并将换热升温后的气体输入处于冷吹工序的吸附塔内，再将处于冷吹工序的吸附塔输出的气体加热至预设温度后，输入处于热吹工序的吸附塔内，作为再生气；第二执行步骤，当温度差小于等于预设值时，冷气分为两路:一路直接输入处于冷吹工序的吸附塔内，并将处于冷吹工序的吸附塔输出的气体直接输入天然气管网；另一路与处于吸附工序的吸附塔输出的气体进行换热升温，再将换热升温后的气体加热至预设温度后输入处于热吹工序的吸附塔内，作为再生气。本专利技术将第一吸附塔的冷吹工段出口输出的温度较高的气体或者经过预热后温度升高的气体经过升温装置加热升温后通入第二吸附塔内作为再生气，解决了现有技术中吸附塔的冷吹工段出口输出的温度升高的冷吹气直接输入天然气管网而造成的能源浪费的问题，实现了对能源的有效利用，大大地提高了能源的利用率；并且，与现有技术中对天然气处理系统中的低温气体进行加热作为再生气相比，由于本专利技术中的第一吸附塔输出的气体或者预热后的气体的温度高于现有技术中的低压低温气体，所以本专利技术中的升温装置消耗的能量低，可以进一步节约能源。【附图说明】通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天然气净化装置，其特征在于，包括：第一吸附塔（1）、第二吸附塔（3）、预加热装置、升温装置（2）、第一控制阀（5）和第二控制阀（51）；其中，所述预加热装置的入口用于与冷气源（4）相连接，用于接收所述冷气源（4）提供的冷气；所述预加热装置的出口通过所述第一控制阀（5）与所述第一吸附塔的冷吹工段入口（11）相连接，所述第一吸附塔的冷吹工段出口（12）与所述升温装置（2）的入口相连接，所述升温装置（2）的出口与所述第二吸附塔的热吹工段入口（31）相连接；所述第二吸附塔的热吹工段出口（32）用于输出所述第二吸附塔内的气体；以及，所述预加热装置的出口还通过所述第二控制阀（51）与所述升温装置（2）的入口相连接，并且所述第一控制阀（5）和所述第一吸附塔（1）所在的管路与所述第二控制阀（51）所在的管路形成并联管路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，梁桂玲，
申请(专利权)人：新奥气化采煤有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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