【正文】 要求，無須重新調(diào)整空塔氣速。s， 氣體流速 vg=。 分子篩選用 直徑球形，查得則 B=， C=。 吸附塔 壓力降計(jì)算 由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ： 計(jì)算式如下： 2ggg vCvBL/P ????? () 式中 △ P——壓降， kPa； L——床層高度， m； μ——?dú)怏w粘度， mPa 轉(zhuǎn)效點(diǎn)計(jì)算 由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ： q TbB ?? ? () 式中 θB——到達(dá)轉(zhuǎn)效點(diǎn)時(shí)間， h； ρb——分子篩的堆密度， kg/ 3m ； x——選用的分子篩有效吸附容量， %； hT——整個(gè)床層長(zhǎng)度， m； q——床層截面積的水負(fù)荷， )hm/(kg 2 ? 。 吸附劑的有效吸附容量校核 由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ： SZTST ?? () 式中 X——吸附劑的有效吸附容量， kg 水 /100kg 吸附劑； Xs——?jiǎng)討B(tài)平衡濕容量， kg 水 /100kg 吸附劑； HT——吸附塔床層高度， m； hz——傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度， m。 吸附傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度 hz 的計(jì)算 由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 ： ?????????? 2 6 4 5 0 7 8 9 z v? () 式中 Hz——吸附傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度， m； A——系數(shù)，分子篩 A=，硅膠 A=1，活性氧化鋁 A=； q——床層截面積的水負(fù)荷， )hm/(kg 2 ? ； vg——空塔線速， m/min； ?——進(jìn)吸附塔氣體相對(duì)濕度， %。 直徑： mD )( ?? ， 取 1600mm， 則 F=。 已知分子篩密度 3b m/kg660?? ，分子篩 p ? 。 已知分子篩密度 3b m/kg660?? ，分子篩 p ? 。 吸附周期 T=8h，總共脫水： ?? 。 公稱通徑（ mm） DN35 公稱壓力（ MPa） 安全閥類型 A42Y64 型彈簧封閉全啟式安全閥 泄放量， kg/h 開啟壓力， MPa 通道截面積， mm2 826 公稱通徑， mm DN35 公稱壓力， MPa 表 29 管線選型結(jié)果 管線 原料氣進(jìn)塔 管線 原料氣出塔 管線 再生氣進(jìn)塔 管線 再生氣出爐 管線 再生氣出塔 管線 再生氣進(jìn)分 離器管線 再生氣出分離器氣相 管線 再生氣出分 離器液相管線 基 礎(chǔ) 數(shù) 據(jù) 流體介質(zhì) 天然氣 天然氣 天然氣 天然氣 天然氣 天然氣 天然氣 水 設(shè)計(jì)溫度， ℃ 50 50 50 250 250 50 50 50 設(shè)計(jì)壓力， Mpa 5 5 5 5 5 5 5 5 工況下的輸量， m3/s 經(jīng)濟(jì)流速， m/s 10 10 10 10 10 10 10 1 計(jì) 算 數(shù) 據(jù) 計(jì)算管線內(nèi)徑 ,mm 177 178 57 80 75 57 57 計(jì)算管線壁厚， mm 計(jì)算管線外徑， mm 選 型 結(jié) 果 選取管線外徑， mm 190 190 60 89 89 60 60 8 選取管線壁厚， mm 7 7 4 4 管線規(guī)格 Φ1907 Φ1907 Φ60 Φ894 Φ894 Φ60 Φ60 Φ10 管線材質(zhì) 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 無縫鋼管 20 實(shí)際流速， m/s 材料設(shè)備表 表 210 材料設(shè)備附表 序號(hào) 名稱及規(guī)格 單位 數(shù)量 一 工藝設(shè)備 1 埋地臥式儲(chǔ)油罐 15 m3 個(gè) 3 30 m3 個(gè) 1 2 立 式重力分離器 個(gè) 1 3 天然氣壓縮機(jī) 個(gè) 1 4 籃式 過濾器 SBL14 臺(tái) 2 5 污水罐 座 1 6 調(diào)壓計(jì)量撬裝 套 1 7 高壓儲(chǔ)氣井 口 6 8 臥裝籃式過濾器 SBLW 臺(tái) 1 9 調(diào)壓器 1// NPT 627 臺(tái) 1 1// NPT HSR 臺(tái) 1 10 配套閥門管線 套 1 二 閥門 1 不銹鋼閘 閥 Z41W DN80 只 10 Z41W DN20 只 10 2 高壓 閘閥 Z41H40C PN25 DN25 只 22 3 高壓焊接球閥 PN25 DN25 只 20 4 焊接球閥 DN14 只 13 DN16 只 8 DN18 只 8 續(xù)表 210 序號(hào) 名稱及規(guī)格 單位 數(shù)量 DN20 只 4 5 安全閥 A42Y16C DN80 只 1 A42Y320 PN25 DN25 只 2 6 不銹鋼螺紋截止閥 DN 80 只 5 三 儀表 1 不銹鋼雙金屬溫度計(jì)（徑向） 測(cè)量范圍： 0~400℃ 只 1 2 全不銹鋼壓力表 Y50BZ 測(cè)量范圍 ~ 只 8 Y100B 測(cè)量范圍 ~40MPa 只 8 3 計(jì) 算書 吸附計(jì)算 吸附器直徑計(jì)算 通過 HYSYS 軟件，已知處理量為 原料氣在 4500kPa、 30℃ 的飽和含水量為 %（摩爾分?jǐn)?shù)） 。則可根據(jù)《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》（ GB/T 173952020）選擇較為 合適的無縫鋼管外徑及標(biāo)準(zhǔn)壁厚。s 工況下氣體的壓縮因子 型式 立式重力式 安全閥類型 A42Y64型彈簧封閉全啟式安全閥 泄放量（ kg/h） 開啟壓力（ MPa） 通道截面積（ mm2） 826 表 212 安全閥的選型結(jié)果 管線的選型 按照《輸送流體用無縫鋼管》（ GB/T 81632020），選擇系統(tǒng)內(nèi)用無縫鋼管管材為無縫鋼管 20 號(hào)。（ Re2） 阻力系數(shù) 54 液滴沉降速度， m/s 分離器直徑計(jì)算值， m 捕霧器氣流允許速度， m/s 捕霧器面積計(jì)算值， m2 續(xù)表 27 設(shè)備名稱 再生氣分離器 選 用 值 選用公稱直徑， mm 600 筒體長(zhǎng)度， mm 1800 捕霧器厚度， mm 150 材質(zhì) 16MnR 型號(hào) 有效容積， m3 安全閥的選型 根據(jù) HG/T 《安全閥的設(shè)置和選用》和油《氣田常用閥門手冊(cè)》選用A42Y64 型彈簧封閉全啟式安全閥。 表 27 再生分離器計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果 設(shè)備名稱 工藝參數(shù)及幾何尺寸 再生氣分離器 原 始 數(shù) 據(jù) 操作溫度，℃ 30 操作壓力， MPa 工況下氣體流量， m/s 工況下氣相密度， kg/m3 工況下液相密度， kg/m3 1005 工況下氣體粘度， mPa℃ ) 熱功率（ MW） 再生氣分離器的選型 根據(jù) 100 萬方分子篩脫水工藝流程圖，本裝置中含有一個(gè)再生氣 分離器 ，其 中液量較少 ，從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，選用 立式 重力分離器 。 國(guó)內(nèi)目前設(shè)計(jì)導(dǎo)熱油流速一般取 ~3m/s，此設(shè)計(jì)中取導(dǎo)熱油流速為 3m/s，經(jīng)比較 YDX 系列， X6D 系列， JD 系列導(dǎo)熱油的比熱，密度及熱功率后，導(dǎo)熱油型號(hào)選擇 YD— 325 導(dǎo)熱油，因?yàn)樗谋葻岣螅芏容^輕且發(fā)熱功率更大。 導(dǎo)熱油的選型 導(dǎo)熱油爐的流速，國(guó)外文獻(xiàn)推薦為 2~4m/s。 該系統(tǒng)中各工藝用熱設(shè)備內(nèi)的導(dǎo)熱油以自身的顯熱方 式與用戶進(jìn)行熱交換，梯級(jí)利用后，經(jīng)熱油主循環(huán)泵回輸至導(dǎo)熱油爐繼續(xù)加熱，形成一個(gè)完整的閉合回路，往復(fù)循環(huán)使用。 整個(gè)供熱系統(tǒng)主要由導(dǎo)熱油爐、燃燒器、膨脹罐、儲(chǔ)油罐、熱油循環(huán)泵、供熱管網(wǎng)和熱用戶組成。但在不發(fā)生泄漏的條件下，由于導(dǎo)熱油系統(tǒng)在低壓條件下工作，故其操作安全性要高于水和蒸汽系統(tǒng)。即可以降低系統(tǒng)和操作的復(fù)雜性；省略了水處理系統(tǒng)和設(shè)備，提高了系統(tǒng)熱效率，減少了設(shè)備和管線的維護(hù)工作量。導(dǎo)熱油作為工業(yè)傳熱介質(zhì)具有以下特點(diǎn)： 在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度。 導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)以導(dǎo)熱油為載熱體。 選型結(jié)果見表 23。亦是城市天然氣、煤制氣輸配系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行不可缺少的氣體凈化設(shè)備。 本設(shè)計(jì)采用兩個(gè) SBFQ 系列型粉塵過濾器并聯(lián)使用。在設(shè)備人口處設(shè)置隔離擋板，避免進(jìn)入設(shè)備 的氣體接觸到已分離出的液體，并減少液體被重新帶人氣體中的機(jī)會(huì)。精細(xì)過濾設(shè)備選擇由多層高密度網(wǎng)格材料形成的、兼?zhèn)浜穸刃秃婉薨櫺吞攸c(diǎn)的聚結(jié)濾芯，考慮到不同大小的雜質(zhì)在氣流中表現(xiàn)出的不同特性 (較大的顆粒呈直線運(yùn) 動(dòng)，較小的顆粒做布朗運(yùn)動(dòng) )，采用篩、擋和阻的方式，捕捉雜質(zhì)微粒。生產(chǎn)實(shí)踐中，工廠技術(shù)人員可根據(jù)氣質(zhì)條件及運(yùn)行時(shí)問長(zhǎng)短來決定濾芯更換頻率。 運(yùn)行一 段時(shí)問后，分子篩出口氣體中往往攜帶分子篩粉塵，可利用多濾芯的粉塵過濾器凈化天然氣。分子篩脫水有兩塔和三塔流程之分。加熱爐進(jìn)口溫度為 30℃ ，加熱爐出口溫度為 275℃ ?！?） 瓷球比熱： （ kg其主要設(shè)備由分子篩吸附器、再生氣加熱爐、再 生氣冷卻器、再生氣分離器。另外，可使床層底部干燥劑得到完全再生，因?yàn)榇矊拥撞渴菨裨蠚馕礁稍镞^程最后接觸的部位，直接影響流出床層的干燥天然氣質(zhì)量。 吸附操作時(shí)塔內(nèi)氣體流速最大，氣體從上向下流動(dòng)，這樣可使吸附劑床層穩(wěn)定，不致動(dòng)蕩。當(dāng)床層溫度冷卻到要求溫度時(shí)又可開始下一循環(huán)的吸附。當(dāng)床層出口氣體溫度升至預(yù)定溫度后，則再生完畢。 分子篩干燥器采用兩塔操作流程， 8 小時(shí)自動(dòng)切換 1 次，原料氣切換到已再生完畢的分子篩吸附塔進(jìn)行吸附脫水，水飽和的吸附塔經(jīng)再生、冷吹完成再生過程。 分子篩脫 水工藝流程介紹 附圖 1 為吸附法脫水流程。則可對(duì)分子篩脫水工藝流程進(jìn)行改造，在原兩塔的基礎(chǔ)上增加一臺(tái)同規(guī)格的分子篩干燥塔，將 “兩塔流程 ”改為 “三塔流程 ”，同時(shí)增加配套的自控系統(tǒng)，以完成擴(kuò)建。 且選用兩塔流程仍有擴(kuò)建空間。濕原料氣一般經(jīng)原料氣過濾分離器 ,除去攜帶的液滴后自上而下地進(jìn)入分子篩 脫水塔(塔 2),進(jìn)行脫水吸附過程。 兩塔流程由裝填有分子篩的兩個(gè)塔組成 ,假設(shè)塔 2 在進(jìn)行干燥 ,塔 1 在進(jìn)行再生。同時(shí)，由于減少了設(shè)備、工藝管線的數(shù)量，實(shí)際上也相應(yīng)削減了管線、設(shè)備穿孔泄露的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全可靠性。兩塔流程較三塔流程減少 1 座吸附塔，大大節(jié)約了設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用。因此，加熱爐操作不連續(xù)，點(diǎn)火、停爐頻繁，不利于裝置的長(zhǎng)周期正常、平穩(wěn)運(yùn)行，且會(huì)造成一定的熱損失。 表 12 三塔方案（常規(guī)）時(shí)間分配表 吸附器 0～ 8h 8～ 16h 16～ 24h 分子篩脫水塔 A 吸附 加熱 冷卻 分子篩脫水塔 B 冷 卻 吸附 加熱 分子篩脫水塔 C 加熱 冷卻 吸附 由表 11 可以看出，在三塔方案中，加熱爐連續(xù)工作，并且冷吹再生時(shí)間長(zhǎng)，期間的加熱、冷卻功率相對(duì)較小，三塔流程靈活性較高。 在兩塔流程中，一塔進(jìn)行脫水操作，另一塔進(jìn)行吸附劑的再生和冷卻，然后切換操作。對(duì)于這樣規(guī)模較大的分子篩脫 水裝置，可以采用 2個(gè)吸附塔或 3個(gè)吸附塔兩種方案（分別簡(jiǎn)稱兩塔方案、三塔方案）。 氣質(zhì)工況及處理規(guī)模 氣體處理規(guī)模： 100104 m3/d 原料氣 壓力： MPa 原料氣 溫度： 30 ℃ 脫水后含水量 ： ≤1 ppm 天然氣氣質(zhì)組成見表 11。 3) 根據(jù)高效節(jié)能、安全生產(chǎn)的原則，采用先進(jìn)實(shí)用的技術(shù)和自控手段，實(shí)行現(xiàn)代化的管理模式，實(shí)現(xiàn)工藝、技術(shù)成熟可靠、節(jié)省投資、方便生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)范圍 分子篩吸附塔裝置 導(dǎo)熱油換熱單元 過濾器 再生氣分離器 連接管道 排污放空系統(tǒng) 安全閥，調(diào)壓閥 設(shè)計(jì)原則 1) 貫徹國(guó)家建設(shè)基本方針政策，遵循國(guó)家和行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 4. 確定流程中主要管線的規(guī)格（材質(zhì)、壁厚、直徑）。 1 概述 設(shè)計(jì)要求 原料氣壓力為 ，溫度 30℃，工藝流程要求脫水后含水量在 1ppm以下（質(zhì)），采用球形 4A 分子篩吸附脫水，已知 4A 分子篩的顆粒直徑為 ，堆密度為660kg/m3