[实用新型]一种天然气脱酸管、水合反应器以及脱硫装置

说明书

本实用新型公开了一种天然气脱酸管、水合反应器以及脱硫装置，所述天然气脱酸管包括具有第一中空通道的脱酸管本体、泡沫金属以及若干凸起；所述泡沫金属填充所述第一中空通道，并且所述泡沫金属外表面设置有水凝层；所述若干凸起分布于所述脱酸管本体上。本实用新型通过在泡沫金属表面设置水凝层，以利用天然气与固体水凝胶反应，避免了采用液体水时为了保证水合物浆流动性需要大量液体水所带来的能耗问题，可节约50%‑65%的冷量。同时，气固水合反应中，天然气由脱酸管下部通入，液化的CO₂与H₂S能从脱酸管下部流出，避免了液‑液分离所需的能耗。

技术领域

本实用新型涉及天然气技术领域，特别涉及一种天然气脱酸管、水合反应器以及脱硫装置。

背景技术

2009年哥本哈根会议、20年的《巴黎协定》以及2030年的可持续发展议程不约而同地提出了要加快全球低碳发展进程的要求。天然气作为一种低碳能源，较煤和石油而言，其碳排放量更低、更清洁。因此，近年来我国不断优化能源结构，提高天然气在一次能源中的比重。然而，开采出的天然气中多含有一定量的酸性气体，如：H₂S与CO₂等。在天然气开采、集输和处理过程中，H₂S会造成设备和管道腐蚀；当天然气用作化工原料时，H₂S会引起催化剂中毒；H₂S进入大气不仅会产生酸雨，损害工厂设备及农作物等，还会对人类健康构成威胁。同时，CO₂的存在，会降低天然气的燃烧热值，当其分压大于0.400MPa时，产生的腐蚀作用强于H₂S。因此，在天然气利用之前，须对其进行脱酸处理。

常用的天然气脱酸工艺为醇胺溶液吸收法，但其再生能耗高，且会对装置设备造成腐蚀。新型的脱酸工艺如：变压吸附、膜分离、高压水洗等，须依次进行脱碳、脱硫操作，不易仅通过单步反应实现天然气脱酸。且现有的脱酸工艺脱除的CO₂均为气态，还须面临后续对其封存所需的能耗。水合物法基于CO₂、H₂S与烃类气体生成水合物相平衡条件的差异，具有能耗低、操作简单、便于脱酸后气体的储存等特点，被视为最具前景的天然气脱酸工艺之一。同时，水合物法还可以同时脱除CO₂和H₂S，减少设备投资。专利CN1046734A、CN105385479A等均提出了利用水合物法进行脱硫、脱碳的方法，但其均是与液态水反应，为了保证反应连续进行，须将生成的水合物流入分解塔中，这个过程为了避免管道堵塞，须保证水合物浆中液体水的量大于70%。这意味着系统将花费约60%的冷量来降温这部分多余的水，将导致能耗的大大的增加。同时，水合物分离法需在高压、低温条件下，反应条件须高于CO₂生成水合物的相平衡压力，一般为3-6MPa。然而，温度为2℃，压力为1.1MPa时，H₂S会出现部分液化的现象，CO₂在温度为2℃，压力为3.6MPa时，也会出现气液两相。因此，如采用液体水进行水合反应，还需对液体进行加热以分离出液化的CO2与H₂S。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种天然气脱酸管、水合反应器以及脱硫装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种天然气脱酸管，其包括具有第一中空通道的脱酸管本体、泡沫金属以及若干凸起；所述泡沫金属填充所述第一中空通道，并且所述泡沫金属外表面设置有水凝层；所述若干凸起分布于所述脱酸管本体上。

所述天然气脱酸管，其中，所述泡沫金属沿脱酸管本体延伸方向设置有第二中空通道，所述第二中空通道的两个第二通道口分别与第一中空通道的两个第一通道口相连通。

所述天然气脱酸管，其中，所述第二中空通道的中心线与第一中空通道的中心线重合。