一种吸附装置以及天然气净化装置的制作方法

本实用新型涉及石油化工领域，具体而言，涉及一种吸附装置以及天然气净化装置。

背景技术：

活性炭作为一种吸附剂在石化行业和化工行业都有着广泛的应用。

现有的天然气脱硫工艺中没有活性炭罐吸附凝析油及石蜡环节。转阳，天然气中所携带的凝析油和石蜡就会直接进入脱硫装置，严重污染脱硫剂，从而降低了脱硫剂的使用寿命和影响了天然气的脱硫效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种吸附装置，其能够将活性炭应用于天然气脱硫工艺。

本实用新型的另一目的在于提供一种天然气净化装置，其能够引用上述的吸附装置，达到较好的脱硫效果。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种吸附装置，包括吸附罐和热源。吸附罐包括外罐体和设置于外罐体内部的内罐体。内罐体填料有吸附剂。内罐体具有排料管以及相对设置的进气管和出气管，排料管的一端与内罐体连通，另一端伸出外罐体，进气管的一端与内罐体连通，另一端伸出外罐体，出气管的一端与内罐体连通，另一端伸出外罐体。外罐体与内罐体之间的空隙形成供热流体通过的热流体通道，外罐体具有与热流体通道连通并相对设置的进热流体管和出热流体管，进热流体管与热源连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的内罐体的端部逐渐收缩形成与出气管连通的出气口。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的排料管位于内罐体的中部，内罐体沿其两端部至其中部的罐径逐渐扩大。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的吸附装置还包括通道壁，通道壁螺旋设置于外罐体和内罐体之间的空隙并形成热流体通道。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的内罐体内设置有用于归置吸附剂的滤网。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的滤网包括环状滤网以及并排设置的第一滤网、第二滤网、第三滤网和第四滤网。第一滤网和第四滤网与环状滤网相连并封闭环状滤网的两端口，第二滤网设置于环状滤网内并靠近第一滤网，第三滤网设置于环状滤网内并靠近第四滤网。吸附剂包括设置于第一滤网和第二滤网之间的第一填料层、设置于第二滤网和第三滤网之间的第二填料层以及设置于第三滤网和第四滤网之间的第三填料层。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的第二填料层为活性炭填料层。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的第一填料层和第三填料层均为果壳填料层或砂粒填料层。

在本实用新型较佳的实施例中，上述的吸附装置还包括排油缓冲罐和储油罐。排料管与排油缓冲罐连通，排油缓冲罐与储油罐连通。

一种天然气净化装置，包括上述的吸附装置。

本实用新型实施例的有益效果是：

本吸附装置能够在天然气进入脱硫工段前，通过吸附罐内部的活性炭将天然气所携带的凝析油和石蜡等油料吸附，避免凝析油和石蜡进入到脱硫装置中污染脱硫剂。同时，吸附装置通过热源向吸附罐内输入热流体实现对活性炭的加热，使饱和的活性炭实现解吸，因此，既提高了活性炭和脱硫剂的使用寿命，又减少二次投入成本。

本天然气净化装置通过使用上述的吸附装置，能够对天然气的先吸附除去天然气的中凝析油和石蜡等油料，再脱硫除去天然气中的硫得到成品天然气。具有工艺简单、成效显著和效益较好等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的吸附装置的流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的吸附罐的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的外罐体和内罐体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的滤网和吸附剂的结构示意图。

图标：100-吸附装置；110-吸附罐；111-外罐体；1111-第一环状罐壁；1112-第一罐壁；1113-第二罐壁；112-内罐体；1121-第二环状罐壁；1122-第三罐壁；1123-第四罐壁；113-通道壁；114-热流体通道；115-进气管；116-出气管；117-进热流体管；118-出热流体管；119-排料管；110-吸附罐；120-热源；121-热源泵；122-加热器；123-输送管道；124-回流管道；130-排油缓冲罐；140-储油罐；141-第一储油罐；142-第二储油罐；151-进气管道；152-出气管道；160-滤网；161-第一滤网；162-第二滤网；163-第三滤网；164-第四滤网；165-环状滤网；170-吸附剂；171-第一填料层；172-第二填料层；173-第三填料层。

具体实施方式

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种天然气净化装置，包括吸附装置100。请参照图1，吸附装置100，包括吸附罐110、热源120、排油缓冲罐130和储油罐140。热源120为吸附罐110提供热流体，吸附罐110与排油缓冲罐130连通，排油缓冲罐130与储油罐140连通。

请参照图2和图3，吸附罐110包括外罐体111、内罐体112、通道壁113、进气管115、出气管116、进热流体管117、出热流体管118和排料管119。外罐体111为类似于圆柱体结构的空心罐体，外罐体111水平放置。外罐体111包括第一环状罐壁1111、第一罐壁1112和第二罐壁1113。第一罐壁1112和第二罐壁1113相对设置于第一环状罐壁1111的两端口，可以理解，第一罐壁1112和第二罐壁1113分别封闭第一环状罐壁1111的两个端口。进气管115穿过第一罐壁1112并深入到外罐体111的内部，出热流体管118设置于第一罐壁1112并与外罐体111的罐腔连通。出气管116穿过第二罐壁1113并伸入到外罐体111的内部，进热流体管117设置于第二罐壁1113并与外罐体111的罐腔连通。可以理解，实现天然气的流向与热流体的流向相反。

内罐体112设置于外罐体111的内部。内罐体112包括第二环状罐壁1121、第三罐壁1122和第四罐壁1123。第三罐壁1122和第四罐壁1123相对设置于第二环状罐壁1121的两端口，可以理解，第三罐壁1122和第四罐壁1123分别封闭第二环状罐壁1121的两个端口。内罐体112与外罐体111之间预留有一定空隙。进气管115穿过第一罐壁1112并与第三罐壁1122相连，实现进气管115与内罐体112的连通。出气管116穿过第二罐壁1113并第四罐壁1123相连，实现出气管116与内罐体112的连通。可以理解，天然气经进气管115进入内罐体112内吸附再经由出气管116排出进入下一工段。

排料管119设置于外罐体111和内罐体112的中部，即排料管119的穿过第一环状罐壁1111并于第二环状罐壁1121相连，实现排料管119与内罐体112的连通。为了方便将内罐体112内部吸附的凝析油和石蜡等油料排出，内罐体112沿其两端部至其中部的罐径逐渐扩大。内罐体112的靠近第三罐壁1122的罐径和靠近第四罐壁1123的罐径均小于其中部的罐径，可以理解，第二环状罐壁1121的两端口至其中部具有一定的坡度，通过该坡度有利于内罐体112内部的凝析油和石蜡等油料流进排料管119，方便排出。

为了方便天然气排出内罐体112，第四罐壁1123为类似于环状结构，其包括相对设置的第一端口(图中未标注)和第二端口(图中未标注)，第一端口的尺寸大于第二端口的尺寸。第四罐壁1123的第一端口与第二环状罐壁1121相配合，第四罐壁1123的第二端口与出气管116相配合。即第四罐壁1123沿其第一端口至第二端口尺寸逐渐收缩形成与出气管116连通的出气口，该出气口即为第二端口。可以理解，内罐体112的端部逐渐收缩形成与出气管116连通的出气口。通过设置尺寸逐渐变化的第四罐壁1123，实现内罐体112的靠近出气管116的端部罐径逐渐缩小。天然气通过第四罐壁1123的收集作于使其更容易地进入出气罐内。

请参照图2和图4，内罐体112内放置有滤网160吸附剂170。滤网160用于归置吸附剂170，可以理解，滤网160的形状于内罐体112的形状相配合，且吸附剂170放置于滤网160内。滤网160包括环状滤网165、第一滤网161、第二滤网162、第三滤网163和第四滤网164。第一滤网161、第二滤网162、第三滤网163和第四滤网164并排设置。环状滤网165相对设置的两个端口分别设置有第一滤网161和第四滤网164。即第一滤网161封闭其中的一个端口，第四滤网164封闭其中的另一个端口。第二滤网162和第三滤网163均设置于环状滤网165的内部，且第二滤网162设置于环状滤网165内靠近第一滤网161的位置，第三滤网163设置于环状滤网165内靠近第四滤网164的位置。

吸附剂170分层填料，即吸附剂170依次包括第一填料层171、第二填料层172和第三填料层173。其中，第一填料层171和第三填料层173选用果壳或砂粒等大颗粒物质，第二填料层172选用活性炭。第一填料层171设置于第一滤网161和第二滤网162之间，通过设置第一填料层171，既能够防止进气管115输入至内罐体112内部的天然气直接冲击活性炭起到缓冲作用，还能够使天然气流经其大颗粒之间的间隙将天然气分散从而更加均匀的流入至第二填料层172内吸附。第二填料层172设置于第二滤网162和第三滤网163之间，通过设置第二填料层172，能够吸附天然气所携带的凝析油和石蜡等油料。第三填料层173设置于第三滤网163和第四滤网164之间，通过设置第三填料层173，能够防止天然气将第二填料层172内的活性炭等物质带入到出气管116内，从而既避免了活性炭的消耗，又避免了吸附剂170进入出气管116内堵塞管道。同时，通过将吸附剂170放置于环状滤网165内，能够防止吸附剂170进入到排料管119内，以免造成吸附剂170的消耗和吸附剂170进入到排料管119内造成管道堵塞。

承上述，通过进气管115输入至内罐体112内部的天然气经过第一填料层171的分散后进入第二填料层172内，经第二填料层172的吸附后进入第三填料层173后，通过出气管116排出内罐体112的内部，即完成对天然气的吸附净化操作。

由于活性炭为物理吸附剂，即当第二填料层172的活性炭饱和时需要对其加热实现解吸。请继续参照图1、图2和图3，内罐体112和外罐体111之间的空隙设置有通道壁113。通道壁113螺旋设置于外罐体111和内罐体112之间。可以理解，通道壁113沿第二罐壁1113至第一罐壁1112的方向螺旋设置，且通道壁113通过其内侧面套设于内罐体112的外壁和通过其外侧面连接于外罐体111的内壁。通过通道壁113的螺旋设置形成螺旋状的热流体通道114。通过将热流体通道114设置成螺旋状，能够实现通过进热流体管117进入到热流体通道114内的流体能够完全流经内罐体112的外部，从而保证热流体对内罐体112的加热效果，从而实现凝析油和石蜡等油料在第二填料层172(即活性炭)充分解吸，并通过排料管119排出吸附罐110。

热源120通过输送管道123与进热流体管117连通。输送管道123设置有热源泵121和加热器122。通过热源泵121将热源120内的热流体输送至吸附罐110内，在输送的过程中，通过加热器122对热流体继续加热以保证其温度。出热流体管118通过回流管道124再次进入到热源120内，此时，回流到热源120内的热流体可以通过加热以循环利用。热源120输送的热流体可以选用热蒸汽，也可以选用热水，只要保证能够实现对内罐体112的充分加热即可。

为了解吸后的凝析油或石蜡等油料收集，吸附装置100还包括排油缓冲罐130和储油罐140。吸附罐110通过排料管119与排油缓冲罐130连通。排油缓冲罐130与储油罐140连通。储油罐140包括第一储油罐141和第二储油罐142。可以理解，第一储油罐141和第二储油罐142均与排油缓冲罐130连通。经过吸附罐110解吸后进入排油缓冲罐130的凝析油或石蜡等油料最终进入储油罐140内储存。储油罐140的个数可以根据吸附装置100的产能需要而设置，例如还可以设置三个、四个等。

作为优选，吸附罐110可以设置有多个，例如可以是两个、三个和四个等，且多个吸附罐110之间并联设置。可以理解，吸附罐110设置有多个时，进气管道151与多个吸附罐110均连通，出气管道152与多个吸附罐110均连通。可以理解，进气管道151与每个吸附罐110的进气管115均连通，出气管道152与每个吸附罐110的出气管116均连通。每个吸附罐110均与热源120连通，从而能够实现热流体的循环利用，每个吸附罐110还均与排油缓冲罐130连通，从而能够实现将吸附罐110吸附的凝析油或石蜡等油料能够经由排油缓冲罐130收集并存储于储油罐140内。此外，将多个吸附罐110之间并联设置，能够使得多个吸附罐110的吸附和解吸工作能够独立进行，互不干扰。也就是说，多个吸附罐110之间的吸附和解吸能偶同时进行，从而提升吸附装置100的工作效率，实现对天然气的持续吸附。

天然气净化装置还可以包括脱硫装置等。通过油气井采出的原料气首先通过上述的吸附装置100去除其中所携带的凝析油和石蜡等油料，再进入脱硫装置进行深度脱硫，即可得到含硫量低、品质较好的成品天然气。

本吸附装置100的工作原理是：

吸附时，通过进气管道151向吸附罐110内输入天然气，并通过吸附罐110内部的活性炭将天然气内的凝析油和石蜡等油料吸附后，天然气出气管道152排出输送至脱硫工段。

解吸时，关闭进气管道151和出气管道152。开启热源泵121和加热器122向吸附罐110内输送热流体，热流体在吸附罐110内对内罐体112进行加温，饱和的活性炭在高温下实现解吸，解吸后的液体油料通过排料管119进入排油缓冲罐130内，并最终储存于储油罐140内。

综上所述，本吸附装置100能够在天然气进入脱硫工段前，通过吸附罐110内部的活性炭将天然气所携带的凝析油和石蜡等油料吸附，避免凝析油和石蜡进入到脱硫装置中污染脱硫剂。同时，吸附装置100通过热源120向吸附罐110内输入热流体实现对活性炭的加热，使饱和的活性炭实现解吸，因此，既提高了活性炭和脱硫剂的使用寿命，又减少二次投入成本。

本天然气净化装置通过使用上述的吸附装置100，能够对天然气的先吸附除去天然气的中凝析油和石蜡等油料，再脱硫除去天然气中的硫得到成品天然气。具有工艺简单、成效显著和效益较好等特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。