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一、前言
在CNG加气站中，天然气的脱水设备必不可少，脱水的深度至关重要，经脱水处理后的天然气水露点，应达到-55℃，这样才能满足天然气作为汽车燃料的要求，同时才能确保给汽车加气时售气机不发生冰堵。
目前，最常用的脱水设备有两种，一是低压脱水装置，本装置在压缩机前对低压天然气进行脱水处理，另一种是高压脱水装置，本装置在压缩机后对高压天然气进行脱水处理，本文对这两种脱水方式进行比较，对在CNG站设计中合理的设备配置提供一点建议。
二、高压脱水装置
高压脱水装置工作原理包含吸附过程和再生过程。
1、吸附过程：经压缩机末级压缩后的高压天然气通过分离冷却后，进入脱水装置由分离过滤器分离可能存在的游离水、游离由和杂质，再进入吸附塔，塔内的4A0分子筛能有效吸附压缩天然气中的饱和水，被吸附脱水后的高压气通过顺序控制盘进入储气系统或计量加气系统。
2、再生过程：当分子筛正常吸附1000M3左右压缩天然气后，应对其进行再生处理。其流程为：自调压阀前取0.45MPa低压气到脱水装置的电加热器，将温度升至250℃-280℃后的再生气进入再生塔，低压再生气带出分子筛所吸附的水分经冷凝器冷却后至分离器排出，再将其回收利用，再生处理完毕。 高压脱水装置技术参数 | 进口压力 | 天然气进气温度 | | | ＜25MPa | ＜45℃ | | | 冷却方式 | 再生温度 | | | 水冷 | ＜280℃ | |
三、低压脱水装置
本装置利用分子筛的高效吸附特性，脱除天然气中的水分，并清除部分CO2、H2S等杂质，确保车用天然气需要的低露点气质要求，下表为低压脱水装置的技术参数。
低压脱水装置技术参数 | 进口压力 | 天然气进气温度 | | | ＜1.6MPa | ＜40℃ | | | 冷却方式 | 再生方式 | | | 水冷(风冷) | 闭式循环 | |
四、两种方式的对比
1、对压缩机的影响
低压脱水也称前置脱水，设备处于压缩机前端，因此，进入压缩机的气体为纯净的干气，无杂质的气体对压缩机不造成磨损，可延长压缩机的使用寿命。由于气体中无水份，又提高了压缩机的产气效率。而高压脱水处理压缩机的末端，未经精处理的湿气和杂质会造成压缩机阀件及活塞的过早磨损和降低产气量。
2、处理量和吸附周期
根据原料气的压力和含水量，低压脱水装置，每小时处理量可在1000～3000NM，吸附周期为4～15万方，对于日产量10000方的CNG站来说，平均每周作一次再生，高压脱水吸附量一般在1～1.5万方，平均一天多再生一次。
3、吸附剂的寿命
低压脱水装置由于吸附周期长，相对高压脱水装置的再生次数少，同时，压缩机工作时未被分离干净的油分子不会给吸附机造成污染，延长了吸附剂的使用寿命，降低了因更换吸附机和停产给用户造成经济损失，而高压脱水则与它相反。
4、再生成本
低压脱水装置的闭式循环再生工艺，利用系统内的一点余气作循环加热、换热、分离等过程，完成吸附剂的再生，同时采用内置式电炉加热不会造成热量损失，可缩短了再生时间。高压脱水装置利用高压气降压，外置电炉作再生，能耗和热损稍大。
5、运行成本及维修
更换低压脱水装置的球阀和密封件远比更换高压密封件容易，而且材料费也低。
6、处理效果
低压脱水处理天然气易受天然气气质影响，若来气含水量不稳下，会影响脱水效果，同时，由于天然气经压缩机压缩后(特别是国产压缩机)有时会带出一些杂质，会影响车用气质量，而高压脱水是在压缩机后进行处理，处理后的天然气不会再受二次污染，使车用气质量稳定。
五、结语
在选择脱水方式时，一定要从整体考虑，作者根据多年CNG站设计经验，建议在使用进口压缩机且来气质量较稳定时，采用低压脱水方式；在使用国产压缩机时，或来气质量不太稳定时采用高压脱水方式。
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发表于 2012-9-10 09:16:11
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