一种大型常压煤层气除水干燥设备的制作方法

本实用新型涉及特殊气体干燥设备技术领域，特别是一种大型常压煤层气除水干燥设备。

背景技术：

压缩空气净化产品主要分为两大类，分别为冷冻式和吸附式。由于吸附式设备的工作特性，低压力压缩空气处理设备很难应用到吸附类设备上，所以目前对低压设备的除水往往就要靠冷冻类产品来实现。

压缩空气行业对于常压工作压力，甚至轻微负压的气体除水设备的研究少之又少，特别是针对特殊气体行业的。现阶段各国对煤层气、天然气等特殊气体的利用开采率越来越高，但这些气体中含有的水分往往会造成严重的后果，像腐蚀管道和设备。因此开发大型常压煤层气除水干燥设备对行业来说非常有必要。

技术实现要素：

本实用新型要解决现有技术的问题，提供一种大型常压煤层气除水干燥设备，对煤层气、天然气等特殊气体进行除水干燥，避免腐蚀管道和设备。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种大型常压煤层气除水干燥设备，包括机架，机架上安装有蒸发器壳体，蒸发器壳体一端为进气口，一端为出气口，内部设为方形通道且排布有多个蒸发器；机架上安装有两套互相独立的制冷剂循环系统，每个制冷剂循环系统包括：蒸发器的制冷剂管路出口依次连接的气液分离器和制冷压缩机的吸气口，制冷压缩机的排气口依次连接水冷冷凝器、干燥过滤器、热力膨胀阀及蒸发器的制冷剂入口管路；蒸发器壳体底部设有排水管与储液瓶相连。湿饱和的煤层气从进气口进入蒸发器壳体中的方形风道，平直的通过蒸发器翅片，通过蒸发器的换热功能和制冷热交换，气体中的热量被制冷剂带走，气体迅速冷却，饱和煤层气中的水分迅速冷凝在蒸发器表面，变成液态水珠，靠重力落在设备底部，还有一分部分更为细小的水滴水雾随气流通过特殊设计的不锈钢丝网除水层分离出水滴，并流入储液瓶，将冷凝下来的水及时收集存储排出，而除水干燥后的气体从出气口流出。

作为优选，所述蒸发器由多排相互交错排列的铜管组成，相邻管距呈等边三角形，铜管外套有铝片。这采用的是直接蒸发式空气冷却器，铝片的厚度约为0.2mm，此类型蒸发器制冷剂通过分液头，低温制冷液体均匀的分布到铜管内，正面来的低压气体通过铝翅片时降温，其中的水分预冷就凝结在铝箔的表面，变成液态的水珠。因此低压气体通过蒸发器的流速不能太快，流速太快容易导致气流将凝结的水分带出设备外，如果后端的除水部分效果也不是很好，那样就失去了设备降温除水的意义。通过研究，气体通过蒸发器截面积的流速要求≤2m/s，由此数据从已知的气体流速、温度、压力就可以计算出蒸发器的长和宽，从而也知道了蒸发器筒体所需的长和宽。蒸发器的壁厚一般按5排管来排布，大流量低压气体换热一般热交换量较大，可以通过多个排布蒸发器的方案来解决。同时考虑到结构的特殊原因，水分是依靠重力落到设备地面的，气流是平直的通过翅片，因此在铝箔的选择上，可以考虑使用亲水铝箔。亲水铝箔是对铝箔进行亲水处理，通过特殊工艺处理，在其表面覆膜一层亲水层，冷凝水在亲水铝箔上会迅速散开，不会凝结成水珠，增大热交换面积，加快制冷速度，还有效避免冷凝水阻碍气体流动。

作为优选，所述蒸发器壳体的方形通道架设有不锈钢气液分离网。一部分更为细小的液态水滴水雾随气流通过特殊设计的不锈钢丝网除水层分离出水滴排出，避免随气流带到下流设备。

作为优选，所述储液瓶通过液位浮球开关控制电磁阀排水。适用于气体压力为正压的情况。

作为优选，所述储液瓶通过液位浮球开关控制抽水泵排水。适用于气体压力为负压的情况。

作为优选，所述制冷压缩机的管道上安装有热力旁通阀。适应负载宽（50-110%），有效控制和满足应气候变化及用气量变化带来的负载大小变化要求，确保整机制冷系统稳定正常运行。

作为优选，所述制冷压缩机的吸气管道上设有吸气过滤器。

作为优选，所述机架上还安装有防爆电气箱，采用PLC自动控制系统，带液晶文本显示器及操作面板。内容显示一目了然，并达到一下功能要求：1、本地显示器可显示：当前运行状态，本次运行时间；显示冷凝温度、进气温度、出气温度，蒸发温度；显示高低压报警，温度报警，过载报警，相序报警，压缩机报警，油压报警；显示累计运行时间。2、电气箱面板：运行指示、故障指示、开机按钮、关机按钮；可提供远程开停机功能，运行、停机、故障反馈；可根据需要留有远程接口。

作为优选，以上所述的除水干燥设备为敞开式机型，结构简洁，安装方便。

本实用新型的有益效果在于：

1.用于对煤层气、天然气等特殊气体的除水干燥，避免腐蚀管道和设备。

2.研发大型常压冷冻煤层气除水干燥设备不仅可以扩大产品压力使用范围，而且可以扩展产品使用的覆盖面。

3.提高在同行中的竞争力，并作为一种技术的储备，为日后的发展带来更多的效益。

4.满足客户要求。如客户要求采用制冷机组降温输送一些常压气体（二氧化碳，煤层气等），通过降低温度，降低该气体的露点温度，从而除去气体中大量的水分，满足后续工序要求。

5.随着煤层气产业的快速发展，各个地区对煤层气勘探开发及利用率是越来越高，所以研发一种煤层气除水设备对煤层气行业及煤层气的利用是非常有必要的。

附图说明

图1是本实用新型的前视图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的俯视图（未显示管道）。

图中：1、机架；2、蒸发器壳体；2.1、进气口；2.2、出气口；3、制冷压缩机；4、热力膨胀阀；5、热力旁通阀；6、水冷冷凝器；7、气液分离器；8、干燥过滤器；9、吸气过滤器；10、储液瓶；11、防爆电气箱。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式为：如图1-3所示，一种大型常压煤层气除水干燥设备，包括机架1，机架1上安装有蒸发器壳体2，蒸发器壳体2一端为进气口2.1，一端为出气口2.2，内部设为方形通道且排布有多个蒸发器；机架1上安装有两套互相独立的制冷剂循环系统，每个制冷剂循环系统包括：蒸发器的制冷剂管路出口依次连接的气液分离器7和制冷压缩机3的吸气口，制冷压缩机3的排气口依次连接水冷冷凝器6、干燥过滤器8、热力膨胀阀4及蒸发器的制冷剂入口管路；在蒸发器壳体2的方形通道架设有不锈钢气液分离网。此外，蒸发器壳体2底部设有排水管与储液瓶10相连。

制冷剂循环系统设备还包括制冷压缩机3的管道上安装有热力旁通阀5，以及制冷压缩机3的吸气管道上设有吸气过滤器9。

机架1上还安装有防爆电气箱11，采用PLC自动控制系统，带液晶文本显示器及操作面板。

其中，蒸发器由多排相互交错排列的铜管组成，相邻管距呈等边三角形，铜管外套有铝片。

如气体压力为正压，储液瓶10通过液位浮球开关控制电磁阀排水。如气体压力为负压，储液瓶10通过液位浮球开关控制抽水泵排水。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。