一种无动力余热利用装置及天然气净化系统
技术领域
本申请涉及脱水脱碳领域，具体而言，涉及一种无动力余热利用装置及天然气净化系统。
背景技术
目前，进行天然气净化处理时，比如进行天然气脱水、脱碳处理，利用导热油进行为脱碳和脱水供热时，需要单独的动力系统，比如导热油循环泵为其提供动力，造成了能源的浪费，并使得设备故障率较高。
实用新型内容
本申请实施例提供一种无动力余热利用装置及天然气净化系统，以改善目前天然气处理的供热回路中需要设置动力装置的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种无动力余热利用装置，包括用于与烟气供热管道进行热交换的导热油蒸发器和第一天然气处理系统。导热油蒸发器具有气相油输出口和液相油输入口。第一天然气处理系统包括第一热交换器，气相油输出口和液相油输入口均与第一热交换器连通并形成第一回路。
上述技术方案中，通过在导热油蒸发器内进行热交换，使液态的导热油能够吸热气化，气化的导热油从气相油输出口沿第一回路进入第一热交换器中，并在第一热交换器中为第一天然气处理系统提供热量，释放热量后的气相导热油液化，并沿第一回路从导热油蒸发器的液相油输入口回到导热油蒸发器中。此供热回路中无论是热循环还是导热油流通均不需要其他动力驱动，能够节约成本，由于该装置中没有专门的供热动力设备，使得能够降低设备故障率。
另外，本申请实施例的无动力余热利用装置还具有如下附加的技术特征：
在本申请第一方面的一些实施例中，第一天然气处理系统为脱碳系统，第一热交换器被配置为为脱碳系统供热。
上述技术方案中，利用该无动力的导热油系统进行脱碳处理，在天然气脱碳处理过程中进行无动力供热，节约脱碳成本，能够降低设备故障率。
在本申请第一方面的一些实施例中，无动力余热利用装置包括第二天然气处理系统，第二天然气处理系统包括第二热交换器，气相油输出口和液相油输入口均与第二热交换器连通并形成第二回路。
上述技术方案中，在第二回路中，气化的导热油从气相油输出口沿第二回路进入第二热交换器中，并在第二热交换器中为第二天然气处理系统提供热量，释放热量后的气相导热油液化，并沿第二回路从导热油蒸发器的液相油输入口回到导热油蒸发器中。此供热回路中无论是热循环还是导热油流通均不需要其他动力驱动，能够节约成本，能够降低设备故障率。
在本申请第一方面的一些实施例中，第二天然气处理系统为脱水系统，第二热交换器被配置为为脱水系统供热。
上述技术方案中，利用该无动力的导热油系统进行脱水处理，在天然气脱水处理过程中进行无动力供热，节约脱水成本，能够降低设备故障率。
在本申请第一方面的一些实施例中，脱水系统具有天然气进口和第一天然气出口；脱水系统包括并联设置的多个吸附塔；每个吸附塔均与第一天然气进口和第一天然气出口连通，第二热交换器被配置为为部分吸附塔供热。
上述技术方案中，该脱水系统包括多个吸附塔，各个吸附塔之间并联，能够提高脱水效率，第二热交换器能够同时为部分的吸附塔供热，能够降低设备故障率，节约成本。
在本申请第一方面的一些实施例中，第二热交换器具有第一通口和第二通口，第一通口与第二通口连通；每个吸附塔均的输入端与第一通口连通，每个吸附塔的输出端与第二通口连通，所述第二热交换器通过第一通口或第二通口为吸附塔供热。
上述技术方案中，第二热交换器具有连通的第一通口和第二通口，每个吸附塔的出气口均与第一通口和第二通口连通，使得从每个吸附塔的出气口排出的气体能够经过第二热交换器进行加热，再回到吸附塔中，使得吸附塔内能够形成循环再生气体。
在本申请第一方面的一些实施例中，第二热交换器包括第三通口和第四通口，第三通口与第四通口连通；第三通口和第四通口分别与气相油输出口和液相油输入口连通。
上述技术方案中，第二热交换器具有相互连通的第三通口和第四通口，第三通口和气相油输出口连通，第四通口分别与液相油输入口连通，利用余热而气化的气相导热油经过第三通口进入第二热交换器，并在第二热交换器内与第一通口和第二通口所在的通道进行热交换(液化放热)，进行热交换后的导热油液化，并经过第四通口流回导热油蒸发器。
上述技术方案中，通过导热油在第三通口、第四通口和导热油蒸发器中的通道中形成循环，被余热气化的导热油进入到第二热交换器中进行热交换，液化后的导热油再回到导热油蒸发器中能够再被气化形成循环通路，循环的同时进行了热交换，供热效率高。
第二方面，本申请实施例提供一种天然气净化系统，包括烟气供热管道和第一方面实施例提供的无动力余热利用装置，烟气供热管道设于导热油蒸发器，烟气供热管道被配置为与导热油蒸发器进行热交换。
上述技术方案中，该天然气净化系统的供热回路中无论是热循环还是导热油流通均不需要其他动力驱动，能够节约天然气处理成本，降低设备故障率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请第一方面实施例提供的余热利用系统的示意图；
图2为本申请第一方面实施例提供的第二天然气处理系统的结构示意图；
图3为本申请第一方面实施例提供的第二天然气处理系统的结构示意图；
图4为本申请第二方面实施例提供的一种天然气净化系统的结构示意图。
图标：100-无动力余热利用装置；10-导热油蒸发器；11-气相油输出口；12-液相油输入口；20-第一天然气处理系统；21-第一热交换器；211-第一连通口；212-第二连通口；213-第三连通口；214-第四连通口；22-第一处理塔；221-原料气进口；222-产品气出口；223-富液出口；224-第一贫液进口；23-第二处理塔；231-富液进口；232-第一贫液出口；233-第二贫液出口；234-第二贫液进口；24-贫富液热交换器；241-第五连通口；242-第六连通口；243-第七连通口；244-第八连通口；30-第二天然气处理系统；31-第二热交换器；311-第一通口；312-第二通口；313-第三通口；314-第四通口；32-天然气进口；33-第一天然气出口；40-第一吸附塔；41-第二吸附塔；42-第三吸附塔；1000-天然气净化系统；200-烟气供热管道。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。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。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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申请中的具体含义。
实施例
如图1所示，本申请第一方面实施例提供一种无动力余热利用装置100，包括用于与烟气供热管道200进行热交换的导热油蒸发器10和第一天然气处理系统20。导热油蒸发器10具有气相油输出口11和液相油输入口12。第一天然气处理系统20包括第一热交换器21，气相油输出口11和液相油输入口12均与第一热交换器21连通并形成第一回路。通过在导热油蒸发器10内进行热交换，使液态的导热油能够吸热气化，气化的导热油从气相油输出口11沿第一回路进入第一热交换器21中，并在第一热交换器21中为第一天然气处理系统20提供热量，释放热量后的气相导热油液化，并沿第一回路从导热油蒸发器10的液相油输入口12回到导热油蒸发器10中。此供热回路中无论是热循环还是导热油流通均不需要其他动力驱动，能够节约成本，提高生产效率。
可选地，第一天然气处理系统20为脱碳系统。利用了该无动力的导热油系统进行脱碳处理，能够在天然气脱碳处理过程中进行无动力供热，节约脱碳成本，能够降低设备故障率。
在本实施例中，如图1、图2所示，第一热交换器21具有第一连通口211和第二连通口212，第一连通口211和第二连通口212连通，可选地，第一热交换器21为脱碳系统再沸器。
进一步地，第一热交换器21还具有第三连通口213和第四连通口214，在本实施例中，第三连通口213与导热油蒸发器10的气相油输出口11连通，第四连通口214与导热油蒸发器10的液相油输入口12连通，在余热的作用下气化的导热油经气相油输出口11输出，再从第三连通口213进入第一热交换器21，在第一热交换器21内与第一连通口211和第二连通口212形成的通道进行热交换，对气相导热油来说，该热交换的过程为液化放热的过程，放热液化后的导热油从第四连通口214输出，经液相油输入口12回到导热油蒸发器10中。
脱碳系统还包括第一处理塔22、第二处理塔23和贫富液热交换器24。原料天然气经第一处理塔22的原料气进口221进入第一处理塔22后，在第一处理塔22内进行脱碳处理，被脱碳的后形成的产品气体经第一处理塔22的产品气出口222排出。当第一处理塔22内的气体达到饱和时，第一处理塔22内的富液经富液出口223和富液进口231进入第二处理塔23，到达第二处理塔23的贫液富集区，由于第二贫液出口233、第一连通口211、第二连通口212和第二贫液进口234连通，因此第一热交换器21能够不断地对贫液富集区的贫液进行加热，使得贫液具有较高的温度，被加热的贫液经第一贫液出口232和第一贫液进口224进入第一处理塔22，以促使第一处理塔22产生再生气体。需要说明的是，在一些实施例中，在贫富液热交换器24处，经过第七连通口243和第八连通口244所在管道的贫液的温度高于经过第五连通口241和第六连通口242所在管道的富液的温度，因此，在贫富液热交换器24内能够进行热交换，使富液能够利用贫液释放的热量，能够节约热能。
进一步地，如图1、图3所示，无动力余热利用装置100包括第二天然气处理系统30，第二天然气处理系统30包括第二热交换器31，气相油输出口11和液相油输入口12均与第二热交换器31连通并形成第二回路。在第二回路中，气化的导热油沿第二回路进入第二热交换器31中，并在第二热交换器31中为第二天然气处理系统30提供热量，释放热量后的气相导热油液化，并沿第二回路从导热油蒸发器10的液相油输入口12回到导热油蒸发器10中，次供热回路的热循环和导热油流通均不需要额外的动力进行驱动，能够节约成本，能够降低设备故障率。在其他具体实施例中，该无动力余热利用装置100也可仅包括第一天然气处理系统20。
可选地，第二天然气处理系统30为脱水系统，第二热交换器31被配置为为脱水系统供热。利用该无动力的导热油系统进行脱水处理，能够在天然气脱水处理过程中进行无动力供热，节约脱水成本，能够降低设备故障率。
进一步地，脱水系统具有天然气进口32和第一天然气出口33；脱水系统包括并联设置的多个吸附塔；每个吸附塔均与天然气进口32和第一天然气出口33连通，第二热交换器31被配置为为部分吸附塔供热。该脱水系统包括多个吸附塔，各个吸附塔之间并联，能够提高脱水效率，第二热交换器31能够同时为部分吸附塔供热，能够降低设备故障率，节约成本。
进一步地，第二热交换器31具有第一通口311和第二通口312，第一通口311与第二通口312连通；每个吸附塔均的输入端与第一通口311连通，每个吸附塔的输出端与第二通口312连通，第二热交换器31通过第一通口311或第二通口312为吸附塔供热。第二热交换器31具有连通的第一通口311和第二通口312，每个吸附塔的出气口均与第一通口311和第二通口312连通，使得从每个吸附塔的出气口排出的气体能够经过第二热交换器31进行加热，再回到吸附塔中，使得吸附塔内能够形成循环再生气体。
需要说明的是，在本实施例中，第二热交换器31能够为部分的吸附塔供热，是指在处理天然气过程中，只有部分吸附塔需要第二热交换器31供热，此时这部分吸附塔与第二热交换器31的第一通口311和第二通口312之间的管路处于连通状态，而另一部分不需要第二热交换器31供热的吸附塔与第二热交换器31的第一通口311和第二通口312之间的管路被切断。为了实现吸附塔与第二热交换器31之间的管路能够根据需要随意的连通或者切断，可以在每个吸附塔与第一通口311之间的管路上和每个吸附塔与第二通口312之间的管路上均设置用于开启或者关闭对应管路的开关阀，以使每个管路能够随意的连通或切断。
如图3所示，在本实施例中，多个吸附塔包括三个吸附塔，定义三个吸附塔分别为第一吸附塔40、第二吸附塔41和第三吸附塔42。第一吸附塔40、第二吸附塔41和第三吸附塔42并联。在其他具体实施例中，多个吸附塔也可以是两个、四个或者四个以上的其他个数，可以根据处理需要进行合理设置吸附塔的个数。并且可以根据实际需要，合理选择使用吸附塔，能够在吸附塔之间形成不同的处理回路，提高脱水处理效率和脱水处理质量。
在本实施例中，需要说明的是，若控制不同的管路上的开关阀的开启或关闭，能够具体选择哪个吸附塔的出气口的气体经第二热交换器31加热再进入哪个吸附塔内。
进一步地，第二热交换器31包括第三通口313和第四通口314，第三通口313与第四通口314连通；第三通口313和第四通口314分别与气相油输出口11和液相油输入口12连通。第三通口313和气相油输出口11连通，第四通口314分与液相油输入口12连通，利用余热而气化的气相导热油经过第三通口313进入第二热交换器31，并在第二热交换器31内与第一通口311和第二通口312所在的通道进行热交换(液化放热)，进行热交换后的导热油液化，并经过第四通口314流回导热油蒸发器10。
第二方面，如图4所示，本申请实施例提供一种天然气净化系统1000，包括烟气供热管道200和上述任一实施例中提供的无动力余热利用装置100，导热油蒸发器10设于烟气供热管道200上，烟气供热管道200被配置为与导热油蒸发器10进行热交换。该天然气处理系统的供热回路中无论是热循环还是导热油流通均不需要其他动力驱动，能够节约天然气处理成本，提高处理效率。
导热油蒸发器10与烟气供热管道200进行热交换，需要有烟气供热装置向烟气供热管道200内供热。在其他具体实施例中，供热装置也可以是其他形式，比如采用电加热器为供热管道供热，相应的供热管道应该换其他适合电加热器供热的形式。
需要说明的是，本实施中的余热是指提取锅炉等的烟气温度，为导热油蒸发器10供热，以使导热油气化。其他具体实施例中，余热的来源还可以是其他方式，如发电机产生的热、蒸汽机产生的热等。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
