[发明专利]一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置及利用该装置进行变温吸附的方法

权利要求书

1.一种用于保护膜分离设备的变温吸附装置，其特征在于用于保护膜分离设备的变温吸附装置包括聚结式过滤器(1)、第一填料塔(2)、第二填料塔(3)、再生气冷却器(4)、再生气加热器(5)和再生气分离器(6)；脱碳天然气入口管(7)与所述聚结式过滤器(1)的入口端相连接，所述聚结式过滤器(1)底部出口端与界外出口管(8)相连接，所述聚结式过滤器(1)上部出口端分别与旋塞阀X₁(18)的入口端和旋塞阀X₂(19)的入口端相连接，所述第一填料塔(2)的顶部端口分别与旋塞阀X₁(18)的出口端、旋塞阀X₃(20)的入口端和旋塞阀X₅(22)的入口端相连接，所述第二填料塔(3)的顶部端口分别与旋塞阀X₂(19)的出口端、旋塞阀X₄(21)的入口端和旋塞阀X₆(23)的入口端相连接；所述高压气体排出管(11)分别与旋塞阀X₃(20)的出口端和旋塞阀X₄(21)的出口端相连接，所述再生气冷却器(4)的中部入口端分别与旋塞阀X₅(22)的出口端和旋塞阀X₆(23)的出口端相连接，所述再生气冷却器(4)的中部出口端与再生气分离器(6)的中部入口端相连接，所述再生气分离器(6)的顶部出口端与再生气出口管(14)相连接，再生气分离器(6)的底部出口端与冷凝水出水管(15)相连接；所述再生气冷却器(4)的端部出口端与循环回水管(12)相连接，所述再生气冷却器(4)的端部入口端与循环上水管(13)相连接；所述第一填料塔(2)的底部端口分别与旋塞阀X₇(24)的出口端、旋塞阀X₉(26)的出口端和旋塞阀X₁₁(28)的入口端相连接，所述第二填料塔(3)的底部端口分别与旋塞阀X₈(25)的出口端、旋塞阀X₁₀(27)的出口端和旋塞阀X₁₂(29)的入口端相连接；所述再生气入口管(16)分别与旋塞阀X₇(24)的入口端和旋塞阀X₈(25)的入口端相连接，所述再生气加热器(5)的端部出口端分别与旋塞阀X₉(26)的入口端和旋塞阀X₁₀(27)的入口端相连接，所述再生气加热器(5)的端部入口端与再生气入口管(16)相连接，所述再生气加热器(5)的中部入口端与蒸汽入口管(9)相连接，所述再生气加热器(5)的中部出口端与凝结水管(10)相连接；所述去膜分离出口管(17)分别与旋塞阀X₁₁(28)的出口端和旋塞阀X₁₂(29)的出口端相连接。

2.利用权利要求1所述的装置进行变温吸附的方法，其特征在于进行变温吸附的方法是按以下步骤进行：

一、吸附过程：将脱碳后的天然气通过脱碳天然气入口管(7)进入到聚结式过滤器(1)，然后过滤后的天然气从聚结式过滤器(1)上部的出口端通过旋塞阀X₁(18)和旋塞阀X₂(19)从第一填料塔(2)和第二填料塔(3)的顶部端口进入到第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中，吸附脱除后的天然气从第一填料塔(2)和第二填料塔(3)的底部端口排出通过去膜分离出口管(17)进入膜分离单元；所述第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中含有吸附剂；

二、降压过程：完成吸附脱除后，关闭旋塞阀X₁(18)、旋塞阀X₂(19)、旋塞阀X₁₁(28)和旋塞阀X₁₂(29)，打开旋塞阀X₃(20)和旋塞阀X₄(21)，待塔内高压气体排出后关闭旋塞阀X₃(20)和旋塞阀X₄(21)；

三、加热过程：氮气通过再生气入口管(16)进入到再生气加热器(5)，采用中压蒸汽将再生气加热器(5)加热至200℃，然后经过旋塞阀X₉(26)和旋塞阀X₁₀(27)从第一填料塔(2)的底部端口和第二填料塔(3)的底部端口进入到降压后的第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中，第一填料塔(2)和第二填料塔(3)内的填料经过加热生成再生气，再生气经过旋塞阀X₅(22)和旋塞阀X₆(23)从再生气冷却器(4)的中部入口端进入到再生气冷却器(4)，当再生气的温度降至40℃时，将降温后的再生气从再生气冷却器(4)的中部出口端进入再生气分离器(6)进行气液分离，分离后的气体通过再生气分离器(6)顶部出口端从再生气出口管(14)排出，液体通过再生气分离器(6)的底部出口端从冷凝水出水管(15)排出；

四、吹冷过程：氮气直接经过旋塞阀X₇(24)和旋塞阀X₈(25)从第一填料塔(2)的底部端口和第二填料塔(3)的底部端口进入到第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中，对加热再生后的第一填料塔(2)和第二填料塔(3)冷却至60℃～80℃，冷却后的再生气经过旋塞阀X₅(22)和旋塞阀X₆(23)从再生气冷却器(4)的中部入口端进入到再生气冷却器(4)，当再生气的温度降至40℃时，将降温后的再生气从再生气冷却器(4)的中部出口端进入再生气分离器(6)进行气液分离，分离后的气体通过再生气分离器(6)顶部出口端从再生气出口管(14)排出，液体通过再生气分离器(6)的底部出口端从冷凝水出水管(15)排出；

五、升压过程：将净化后的天然气通入到吹冷后的第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中，待第一填料塔(2)和第二填料塔(3)中充满净化后的天然气后，即可进行下一循环的吸附过程。