(3) 再生周期的加熱與冷卻溫度

?? ?再生時床層加熱溫度越高，再生后干燥劑的濕容量也越大，但其使用壽命也約短。床層加熱溫度與再生氣加熱后進干燥器的溫度有關，而此再生氣入口溫度應根據(jù)原料氣脫水深度、干燥劑使用壽命等因素綜合確定。不同干燥劑所要求的再生氣進口溫度范圍為：分子篩232～315℃；硅膠234～245℃；活性氧化鋁則介于二者之間，并接近分子篩的溫度范圍。

??? 加熱完畢后即將冷卻氣通過床層使其冷卻，一般在冷卻氣出干燥器的溫度降至50℃即可停止冷卻。冷卻溫度過高，由于床層溫度較高，干燥劑濕容量將會降低；反之，冷卻溫度過低，將會增加冷卻時間。如果是采用濕原料氣再生，冷卻溫度過低時還會使床層上部干燥劑被冷卻氣中的水蒸氣預飽和。

圖3-18為采用兩塔流程的吸附法脫水裝置8h再生周期(包括加熱和冷卻)的溫度變化曲線。曲線1表示再生氣進干燥器的溫度T_H，曲線2表示加熱和冷卻過程中離開干燥器的氣體溫度，曲線3則表示濕原料氣溫度。

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??? 由圖3-18可知，再生開始時加熱后的再生氣進入干燥器加熱床層和容器，出床層的氣體溫度逐漸由五升至咒，大約在116～120℃時床層中吸附的水分開始大量脫附，故此時升溫比較緩慢。設計中可假定大約在121～125℃的溫度下脫除全部水分。待水分全部脫除后，繼續(xù)加熱床層以脫除不易脫附的重烴和污物。當再生時間在4h或4h以上，離開干燥器的氣體溫度達到180～230℃時床層加熱完畢。熱再生氣溫度T_H至少應比再生加熱過程中所要求的最終離開床層的氣體出口溫度瓦高19～55℃，一般為38℃。然后，將冷卻氣通入床層進行冷卻，當床層溫度大約降至50℃時停止冷卻。

??? 3. 主要設備

??? 主要設備有干燥器、再生氣加熱器、冷卻器和水分離器以及再生氣壓縮機等。現(xiàn)僅將干燥器的結構介紹如下。

? ??干燥器的結構見圖3-19。由圖可知，干燥器由床層支承梁和支承柵板、頂部和底部的氣體進、出口管嘴和分配器(這是因為脫水和再生分別是兩股物流從兩個方向流過干燥劑床層，故頂部和底部都是氣體進、出口)、裝料口、排料口以及取樣口、溫度計插孔等組成。

? ??在支承柵板上有一層10～20目的不銹鋼濾網(wǎng)，以防止干燥劑和瓷球隨氣流下沉。濾網(wǎng)上放置的瓷球通常為兩層，上層瓷球直徑一般為6mm，下層瓷球直徑一般為12mm，二者各高50～75mm。支承柵板下的支承梁應能承受床層的靜載荷(干燥劑等的質量)和動載荷(氣體流動壓降)。

? ??干燥劑的形狀、大小應根據(jù)吸附質不同而異。對于天然氣脫水，通常使用的分子篩顆粒是球狀和條狀(圓形或三葉草形截面)。常用的球狀規(guī)格是ф3～8mm，條狀(即圓柱狀)規(guī)格是ф1.6～3.2mm。

? ??干燥器尺寸會影響床層壓降。對于氣體吸附來講，其床層高徑比不應小于1.6。氣體通過床層的設計壓降一般應小于35kPa，最好不大于55kPa。

? ??分配器(有時還有擋板)的作用是使進入干燥器的氣體(尤其是流量很大的原料氣)以徑向、低速流向干燥劑床層，從而減少對床層的擾動。床層頂部也放置瓷球，瓷球直徑為12～50mm，高100～150mm，其作用是改善進口氣流的分布并防止因渦流引起干燥劑的移動和破碎。瓷球層下面是一層起支承作用的不銹鋼浮動濾網(wǎng)。

? ??由于干燥劑床層在再生加熱時溫度較高，故干燥器需要保溫。器壁外保溫比較容易，但內保溫可以降低大約30%的再生能耗。然而，一旦內保溫襯里發(fā)生龜裂，氣體就會走短路而不經過床層。

20世紀80年代以來我國陸續(xù)引進了幾套處理量較大且采用深冷分離的NGL回收裝置，這些裝置均選用分子篩作干燥劑。目前，國內也有很多采用淺冷或深冷分離的NGL回收裝置選用分子篩作干燥劑。另外，海南福山油田目前有一套小型NGL回收裝置在運行，由于原料氣中CO₂含量高達20%～30%，故選用抗酸性分子篩。我國為哈薩克斯坦扎那若爾油氣處理新廠設計與承建的天然氣脫水脫硫醇裝置處理量為315×10⁴m³/d，采用了復合分子篩床層的干燥器，上層為RK-38型分子篩，主要作用是脫水，下層為RK-33型分子篩，主要作用是脫硫醇。

??? 天然氣液化裝置中的脫水系統(tǒng)工藝流程與上述介紹基本相同，此處就不再多述。

??? 這里需要說明的是，當原料氣的水含量、床層吸附周期和高徑比、干燥劑的有效濕容量等確定后，應按照本節(jié)后面介紹的方法進行吸附脫水工藝計算。