CNG加气站高、低压脱水装置的比较

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CNG天然气脱水装置原理及脱水效果分析

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CNG天然气脱水装置原理及脱水效果分析四川正升能源技术服务有限公司技术中心刘革为降低汽车排放对城市环境造成的严重污染,我国近年来大力发展汽车清洁能源。

随着西气东输、西气东输二线、陕京线、忠武线、川气东输等主输气管线的贯通,CNG加气站及加气母站在各沿线城市得到了大力的发展。

CNG加气站及加气母站中最关键的设备之一就是天然气深度脱水装置。

它能有效地对天然气进行深度脱水，且脱水的性能好坏直接影响CNG加气机的加气速度和CNG汽车的行驶性能、以及储气系统和售气系统是否产生“冰堵”现象，并对CNG 汽车的储气罐有良好的保护作用。

一、脱水装置的分类1、天然气脱水装置根据吸附、再生时的温度和压力状态，将吸附再生的循环过程又分为变温吸附式(TSA)或变压吸附式（PSA)。

2、 CNG脱水装置按安装位置可分为：前置脱水、级间脱水、后置脱水。

前置脱水安装在压缩机前，其后的压缩机要能保证不污染气质（务必注意:前置脱水装置不是压缩机的过滤器）;级间脱水安装在压缩机的2、3级压缩缸之间，一般不推荐此种方式设备；后置脱水安装在无油润滑压缩机或有除油能力的少油润滑压缩机之后，大多数标准站采用此种设备（务必注意:后置脱水装置不是压缩机的过油器）。

二、脱水原理变压吸附是在较高的吸附质分压力下进行吸附,在较低吸附质分压力(甚至是真空)下进行解析。

CNG加气站脱水方式比较

CNG加气站脱水方式比较CNG加气站高、低压脱水工艺技术经济分析摘要：天然气的脱水工艺的选择是CNG加气站设计过程中的重要内容之一,直接关系到CNG加气站能否安全、稳定、经济运行。

针对CNG加气站的脱水方法、后置高压和前置低压两种脱水工艺流程,分别从脱水机理、初期投资与运营成本、成品气品质、进站压力、对压缩机的影响、脱水效果等方面进行了技术经济分析,认为:压缩天然气脱水方法宜采用吸附脱水干燥方法;进站管网压力较高( ≥0. 3MPa)且较稳定时,宜优先选用前置低压脱水工艺流程;进站管网压力较低( < 0. 15MPa)或压力波动较大时,宜选用后置高压脱水工艺流程。

引言为满足CNG汽车使用的天然气气质要求,根据《汽车用压缩天然气》( SY/T 7546—1996)规定,汽车用压缩天然气水露点在最高操作压力下必须低于最低环境温度5℃[ 1 ] 。

因此,加气站内必须设置天然气脱水装置,其主要目的是为缓解天然气中的硫化氢、二氧化碳成分溶于水而造成对加气系统工艺设备和汽车钢瓶的腐蚀,也可有效防止压缩天然气在充装过程中产生冰堵现象。

1压缩天然气脱水工艺1. 1天然气脱水方法一般常用的天然气脱水干燥方法[ 2 ]主要有吸收法脱水、吸附法脱水和低温法脱水三种,三种脱水方法的脱水机理各不相同。

吸收法脱水是用吸湿性液体(或活性固体)吸收的方法脱除气流中的水蒸气。

吸附法脱水是利用分子筛、硅胶、氧化铝等内表面积很大的吸附剂,通过表面吸附及毛细凝析作用,选择性地将水分吸附在吸附剂的微孔里面,达到饱和后,在低压状态下通入高热气流将吸附的水分驱赶出来,达到再生吸附剂的目的。

低温法脱水则是利用在压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少的原理来实现脱水,此法只适用于大量水分的粗分离。

吸收法和吸附法主要用于水露点的控制,低温法可同时控制水露点和烃露点,吸附法脱水深度比吸收法要高得多,但设备投资较大。

在实际工程中,选用何种脱水方法应根据具体的天然气气质条件、用户需要的脱水深度要求并经技术经济比较后合理确定。

CNG站脱水方式的比较研究

- 28 -技术交流石油与化工设备2010年第13卷CNG站脱水方式的比较研究沈彬1 苗芃2 方海波2（1.海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451）（2.中国石油天然气管道工程有限公司天津分公司，天津300280）[摘要] 通过介绍CNG加气站的脱水方式，对低压脱水、高压脱水两种脱水工艺进行了比较，并对两种脱水工艺的选择和工程实例进行了分析，最后通过技术和经济的分析，为CNG加气站的设计提出了建议。

[关键词] CNG；低压脱水；高压脱水；比较作者简介：沈彬，男，助理工程师，在海洋石油工程公司设计公司工作。

天然气是一种清洁能源，在经济和环保方面都远较其他燃料优越，预计它将成为21世纪需求增长最快的能源。

目前，天然气主要用于工业、民用、城市汽车替代燃料，尤其是压缩天然气(CNG)汽车（NGV ），以其能耗低、污染物排放量小而受到各国的欢迎，截至2008年底，我国拥有CNG 汽车40万辆，位居世界第七。

压缩天然气（CNG ）作为天然气的新型储运模式，在我国天然气工业中发展迅速，建设CNG 站与建设输气管线相比有许多优势：输气管线投资高，投资风险较大，而且只能为少部分长输管道沿线地区供气，无法解决远离长输管线的广大中小规模城镇对天然气的需求；而建设CNG 站，由于投资少，运输方便，对上述用户不失为一种经济可行的方式。

脱水装置作为CNG 站的重要设备之一，其设计选型备受关注。

目前国内外常用的脱水方式有两种：一是低压脱水，脱水装置在压缩机前对低压天然气进行脱水处理；二是高压脱水，脱水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分析比较，对CNG 站设计中合理的设备配置提供一些建议。

1 低压脱水工艺1.1 典型流程低压脱水：脱水装置安装在压缩机进气口之前，对进站天然气进行深度脱水，工作压力为管网进站压力，按在压缩机前后位置不同又称前置脱水。

典型流程框图见图1。

图1 低压脱水流程框图1.2 处理压力及处理气量低压脱水的操作压力为管网压力，当进站管网压力在0.3-2.5MPa 时，应优先选用低压脱水方式，压力越低，同等气体的体积越大，其要求的管道和吸附塔的尺寸也越大，会导致脱水装置过于庞大，设备投资费用增加。

天然气的脱水方式分为低压

气质好，决定燃度，才能跑的更远
我站5月份投入了20万元对储气井进行清洗和维护，彻底清除了井壁上的油污，使压缩后的质量变的更好。

加气站脱水装置对气质也尤为重要，脱水装置的主要功能是除尘、脱硫、脱油、脱水、干燥气体。

我站使用的高压脱水装置，使用高压脱水装置比使用中、低压脱水装置的好处在于：1，60的气瓶加满、加同样的金额，使用高压脱水装置脱水后的气体比使用中、低压脱水装置脱水后的气体的要多跑路程几公里。

2，长途汽车使用高压脱水装置脱水后的气体要跑个来回，使用中、低压脱水装置脱水后的气体必须补气才可以跑回来。

3，经实验换算使用高压脱水装置脱水后的气体比使用中、低压脱水装置脱水后的气体每方气要节约1角——3角钱。

4，脱水不干净会使汽车减压阀、气瓶等一些机密配件腐蚀、损坏，高压脱水后的气含水量为0.03，中压脱水后气的含水量为0.105，低压脱水后气的含水量为1，所以使用高压脱水装置后的气对车辆的危害可以忽略不记。

天然气的脱水方式分为低压、中压、高压脱水三种。

1、低压脱水；
脱水装置在压缩机的进口处，由于被干燥气体压力低、水含量高，0.3MAP压力下饱和水含量为1,。

2、中压脱水
脱水装置在压缩机的中间级脱水处，0.3MAP压力下饱和水含量为0.105
3、高压脱水
脱水装置在压缩机的末级出口，通常压力在25MAP.由于气体中所含水的绝大部分已在压缩机的逐级压缩——分离中出去，所以0.3MAP压力下饱和水含量为0.03.
我站使用的是高压脱水，在气质来说比使用低、中压脱水的气站要好。

脱水不干净会使汽车减压阀、气瓶等一些机密配件腐蚀、损坏、有气跑不出路程。

CNG站操作规程

1、紧缩机操作规程平安保障（1）紧缩天然气是易燃易爆物质，设备的平安操作是利用保护设备的基础。

（2）CNG加气站防爆区域内严禁烟火。

（3）机械的运转部份是危险区域，在机械运行进程中非操作人员不得靠近。

（4）在起动紧缩机之前，应保证没有人正在进行紧缩机及其系统的检查和维修工作。

（5）在紧缩机运行进程中不要随意接触排气管路，因为这些部位压力和温度较高，以防意外事故。

（6）在紧缩机运行进程中不得进行与其系统有关的维修作业。

（7）为了平安操作加气站设备，紧缩机操作人员必需通过全面培训。

开车前的预备工作（1）紧缩机在制造厂通过试车。

厂内试车利用的是防锈润滑油，用户在本机出厂之日起6个月内，可直接安装利用，如寄存期太长，用户应检查各摩擦面有无锈蚀现象，假设有，那么应用油石将锈蚀研磨光洁。

用煤油清洗油封时须待煤油全数晾干后方可总装开车。

（2）若是在清洗油封时曾拆下各级活塞，那么安装活塞后应检查活塞的死点间隙是不是符合规定。

（3）确认曲轴箱清洁后，将符合规定的润滑油注入，并达到规定的油面线为止。

第一次开车前应向传动件的摩擦面上，十字头滑道，轴瓦，浇以足够的油量，以幸免第一次开车时因无油烧损。

并用手摇动注油器手把，把油压出。

同时将与气缸上油止回阀连接的接口拆开，检查是不是畅通。

当油溢出时，接好油止回阀继续摇动手柄约1分钟，使润滑油进入气缸内。

（4）检查紧缩机各运动件与静止件的紧固及防松情形。

开车前应单独检查电动机，观看其转向是不是正确，并盘车数转以检查运行是不是灵活，确认无障碍后方可开车。

启动与运行整体式M-3/20-250紧缩机组通过操纵柜实现全自动操纵功能，此操纵柜通过手动/自动转换开关选择操纵模式。

在手动操作下，能够单独启停各台电机和两个加热器（润滑油加热器、注油器加热器）。

但值得注意的是，手动操作本身没有各类爱惜功能，它只能在设备的调试、检修进程中被利用；在自动情形下PLC 具有对设备的各类信号进行监控、处置的能力，能在无人看管的情形下，投入自动运行。

CNG加气站中的天然气脱水

CNG加气站中的天然气脱水CNG加气站的原料气一般为来自输气管道的商品天然气，在加气站中增压至20～25MPa并冷却至常温后，再在站内储存与加气。

充装在高压气瓶(约20MPa)中的CNG，用作燃料时须从高压减压至常压或负压，再与空气混合后进入汽车发动机中燃烧。

由于减压时有节流效应，气体温度将会降至-30℃以下。

为防止气体在高压与常温(尤其是在寒冷环境)或节流后的低温下形成水合物和冻堵，故必须在加气站中对原料气深度脱水。

CNG加气站中的天然气脱水虽也采用吸附法，但与NGL回收装置中的脱水系统相比，它具有以下特点：①处理量很小；②生产过程一般不连续，而且多在白天加气；③原料气已在上游经过处理，露点通常已符合管输要求，故其相对湿度小于100%。

据了解，CNG 加气站中气体脱水用的干燥剂在美国多为分子筛，俄罗斯以往多用硅胶，目前也用分子筛，我国则普遍采用分子筛。

至于脱水后干气的露点或水含量，则应根据各国乃至不同地区的具体情况而异。

我国GB 18047《车用压缩天然气》中规定，汽车用压缩天然气的水露点在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃。

CNG的脱水深度通常也可用其在储存压力下的水含量来表示。

1. 天然气脱水装置在加气工艺流程中的位置当进加气站的天然气需要脱水时，脱水可在增压前(前置)、增压间(级间)或增压后(后置)进行，即根据其在CNG加气工艺流程中的位置不同，又可分为低压脱水(压缩机前脱水)、中压脱水(压缩机级间)及高压脱水(压缩机后)三种。

脱水装置通常设置两塔即两个干燥器，一套系统在脱水，一套系统在再生。

交替运行周期一般为6～8h，但也可更长。

脱水装置的设置位置应按下列条件确定：①所选用的压缩机在运行中，其机体限制冷凝水的生成量，且天然气的进站压力能克服脱水系统等阻力时，应将脱水装置设置在压缩机前；②所选用的压缩机在运行中，其机体不限制冷凝水的生成量，并有可靠的导出措施时，可将脱水装置设置在压缩机后；③所选用的压缩机在运行中，允许从压缩机的级间导出天然气进行脱水时，宜将脱水装置设置在压缩机的级间。

CNG站脱水装置工艺操作步骤

CNG站脱水装置工艺操作步骤根据《汽车用天然气》（GB18047-2000）的规定，压缩天然气在贮存和向汽车充气过程中，在最高贮存压力下，气体中水露点应低于当地最低环境温度5℃以下，如果达不到该要求，压缩天然气可能会析出液态水。

液态水的存在会严重损害汽车及加气站的安全。

在汽车的充气过程，会产生很大的温度降，如果析出的液态水会在管道和阀门产生冰堵，汽车则无法开动。

在高压状态下，液态水的存在会在贮气容器中生成水合物。

压力为25MPa、密度为0.68的天然气在24℃时就可能生成水合物，同样会堵塞管道和阀门。

液态水的存在加强了酸性组分（H2S、CO2）对压力容器及管道的腐蚀，并可能导致爆炸等灾难性事故的发生。

我公司目前采用的脱水装置均为后置式高压脱水装置。

高压脱水装置放置在压缩机末级出口处。

注：本手册以GZQ—1500/25型再生干燥装置为范本，其他形式的脱水装置请务必按其说明书严格执行。

1.1脱水装置工艺流程脱水装置的工艺流程图如下图所示：1.2再生干燥器操作规程1.2.1主要技术参数及特征（1）工作介质：天然气；工作压力：25MPa（2）处理气量：1500Nm3/h（3）常压露点：≤—62℃（4）含尘量：≤10mg/ Nm3；含尘粒径：≤5μm；（5）工作周期：8小时（吸附—再生+冷却，A、B塔交替进行）；（6）再生气压力：△P=0.1～0.2MPa（与进气管线的压差）；再生气耗量：20—30Nm3/h；加热再生气体温度：230～250℃（工作介质为天然气时取下限）。

1.2.2首次使用前的准备与检查（1）拧紧地脚螺栓；（2）连接好电加热电源线（耐热电线），接头处用301硅胶进行密封，使接头不与外界气体接触，并保证加热器可靠接地；（3）连接气管，开压缩机对干燥器装置充气，置换空气。

干燥器在规定压力下不得泄漏。

（4）停机、放空。

1.2.3正常使用时的操作（1）首次工作前或设备管线拆修后开车前用天然气对系统空气进行置换a、开启装置上的所有放空阀、排污阀。

CNG加气站高、低压脱水装置的比较

CNG加气站高、低压脱水装置的比较作者：朱丹文章来源：中国市政工程西南设计研究院一、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天然气处理量进口压力天然气进气温度脱水后天然气露点10000～20000m3＜25MPa ＜45℃＜-70℃再生时间冷却方式再生温度吸附剂7h 水冷＜280℃分子筛三、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天然气处理量进口压力天然气进气温度脱水后天然气露点10000～20000m3＜1.6MPa ＜40℃＜-60℃再生时间冷却方式再生方式吸附总量6h 水冷(风冷) 闭式循环3～10万m3四、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。

加气站天然气脱水工艺系统的选用

量要求，气站内必须设置天然气脱水装置。加
目，前我国石油天然气行业标准《汽车用压缩天然气》Ｓ／Ｔ５６１９）（Ｙ７４－９６要求：车用压缩天汽然气水露点必须低于最高操作压力下最低环境温度５ ℃。国家标准《用压缩天然气》车（Ｂ８４－２０）Ｇ１０７００规定：汽车驾驶的特定地理在区域内，最高操作压力下，露点不应高于一１在水３ ℃；当最低气温低于一８℃ 时，露点应比最低气水温低５ ℃。国家标准《汽车用压缩天然气钢瓶》（】２８１９）规定：标准立方米天然气中Ｇ３５— ９８７每水分含量不超过８ｎｇ。为此，ａ加气站天然气脱水装置的目的主要是脱去天然气中的水，止硫化防氢、氧化碳溶解于水造成对系统和气瓶的腐蚀，二也可以防止给汽车充装过程中产生结冰现象。
进站天然气管网压力较高（０３ＭＰ）， ≥ ．ａ时
前置低压脱水装置产生的压力损失不会对压缩机
的实际排量产生较大影响，因此应优先选用前置
低压脱水方式；站管网压力较低（．５ａ进＜０１）ＭＰ时，考虑选用后置高压脱水方式。应
质，影响车用气质量。采用高压脱水工艺时，在储
定，从而使气体品质（露点）保持稳定。后置高压脱水装置的工作压力在压缩机开启时或加气过程中容易发生波动，从而造成气体品质的不稳定。

CNG加气站的基本类型及其特点

CNG加气站的基本类型及其特点纵观国内外CNG加气站，基本上分两大类。

一类是开放式结构，一类是橇装式结构。

所谓开放式结构，是指将加气站所有设备分别安装在厂房内，并按工艺流程及高低压管道和各种阀门将这些设备联系起来，形成一个开环工艺系统。

用国产设备建成的加气站。

基本都是这种形式。

它的设备空间较大，便于维修保养，但自动化程度低，基本上是手动操作或半自动运行运行。

由于投资低，所以能在国内得到广泛应用。

所谓橇装式结构，是指将加气站主要设备，如净化，压缩，冷却，控制，储气等都是尽可能的集成在一个称为橇装的底座上，形成一个可式球控制的整体设备，可在工厂内完成全部制造调试工作，便于运输和露天安装，大大减少了现场安装调试工作量，只要通上电，接通气路就可工作，进口加气站基本都是这种形式。

这两种加气站都各有优点，可根据用的条件择优选择另外值得一提的是，橇装式加气站也有两种变异形式。

一种是不封闭型，即橇装上没有安装封闭的箱体，所有设备都暴露在外面，适用在室内或棚下安装。

另一种是全封闭型结构，即橇装上安装有一个类似集装箱那样的全封闭型箱体，具有密封。

防雨。

防爆，保温，降噪等功能，适于露天安装。

CNG加气站的系统组成和基本配置净化干燥系统净化干燥系统主要包括除尘，脱硫，脱油，脱水干燥等工序，可分为前置处理两类形式。

严格讲，压缩系统中每级压缩前后的冷凝除油过程也可归于净化系统。

所谓前置处理，即在压缩前对天然气的干燥和净化，目的是保护压缩机的正常运行；而所谓后置处理，即在压缩后对压缩天然气的净化和干燥，其目的是保证所售气质的纯净，不但确保在发动机中燃烧良好，不会对发动机产生任何危害，同时也可避免可能出现的对售气系统的损害。

这两种净化干燥处理方式，即可同时应用，也可只采用其中一种。

从目前国内外实际应用来看，基本上都有采用一种，而且近年来前置处理的方式逐步成为一种趋势，这样可保护加气站的核心设备---压缩机不会受到腐蚀和损坏。

脱水干燥的方式还可按脱水装置在CNG加气站工艺流程中的位置，分为低压，中压和高压脱水三种。

CNG加气站安全技术操作规程

CNG加气站安全技术操作规程压缩机操作规程压缩机投入运行后，应严格执行工艺指标,严格按照《车用CNG装站工艺技术安全操作规程》规定,使压缩机运行平稳，安全节能。

1. 安全保障1)压缩天然气是易燃易爆物质，设备的安全操作是使用维护设备的基础。

2)CNG加气站防爆区域严禁烟火。

3)机器的运转部分是危险区域,在机器运行过程中非操作人员不得靠近.4)在起动压缩机之前,应保证没有人正在进行压缩机及其系统的检查和维修工作。

5)在压缩机运行过程中不要随便接触排气管路，因为这些部位压力和温度较高，以防意外事故。

6)在压缩机运行过程中不得进行与其系统有关的维修作业.7)为了安全操作加气站设备,压缩机操作人员必须经过全面培训。

2. 压缩机运行与维护1)稳定各级压力和温度.经常检查各级进出口气体的压力和温度,及时调节冷水的供应和分配，根据气瓶压力变化和充装量等情况，及时调节储气库各组压力,保持合理储气,以达到“供求”平衡，避免储气压力大起大落，减小压力容器的疲劳效应，降低能源消耗。

2)补充冷却水。

每月定期两次,检查并补充循环水一次，保持液位至溢流液位,夏季冷却水不能满足工艺需要时，可在汇管排放阀处排放温度较高的循环水，并补充同量的循环水,以利于油污的分离和水分的脱除。

北方地区冬季需要更换成防冻液。

3)听设备声音,保证润滑良好。

i.经常监听压缩机运动部件有无异响，检查压缩机和其它电机工作电压、电流、温升等参数是否符合工艺要求，有无干摩擦撞击等异响，发现异常声响后,要及时排除隐患,严禁压缩机带病运行.ii.经常检查各润滑点和各注油器注油情况。

保证良好润滑。

iii.加强各仪器仪表的监控。

经常检查配电屏及配电屏各电器元件的触头接触和温升情况，注意检查电线，电缆及接头有无发热、发烫和焦化及有无焦臭气味等情况;检查压力表、电压表、电流表等各仪表的示值是否属于正常情况。

4)运行记录真实有效。

每小时及时记录电力及设备的工作参数，记录开停机时间和发生事故等情况；交接班记录应认真填写：接班情况、班中情况和交班情况都应按照有关规定填写在运行记录中。

天然气加气站脱水装置设置探讨

CNG加气站脱水装置设置探讨摘要：在选择CNG加气站脱水方式时，要结合就地条件，主要根据压缩机的性能和气源选择采用前脱水或后脱水。

个别站场对出气气质要求更加严格时，在条件允许的情况下还可选择压缩机前后均设置脱水装置方式。

关键词：CNG加气站；脱水装置；低压；中压；高压；加气母站CNG加气站主要是用于汽车加气，它与民用天然气站相比，对天然气中的水含量和硫含量的要求更为严格，特别是天然气中的水含量，如果超标，它将会引起两个不良作用：第一，水和硫化氢反应生成硫酸，CNG中假若有硫酸生成，它将会腐蚀CNG站的设备和储气罐，以及腐蚀汽车的加气瓶一旦发生泄露，爆炸事故很容易发生。

其次，汽车的加气瓶中所充的天然气一般是25Mpa，汽车在燃烧天然气时，首先是减压，由于急剧减压会在减压阀和气体管路中产生焦耳-汤姆逊效应，倘若CNG中的水含量过高，就会因制冷效应而发生冰堵导致汽车供气不畅的后果。

压缩天然气汽车加气站进站天然气的质量应符合现行国家标准《天然气》GB 17820中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行要求的有关规定。

增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量，必须符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB 18047的规定：在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，车用CNG的水露点不应高于-13℃。

当最低气温低于-8℃时，水露点应比最低气温低5℃(相当于在常压下不高于-55℃)。

因此必须在加气站中对原料气进行深度脱水。

1 压缩天然气脱水工艺一般用于天然气脱水的方法有吸收法脱水、吸附法脱水和低温法脱水。

应根据天然气气质情况、用户要求、脱水要求以及经济比较确定合理的脱水方法。

吸收法和吸附法主要应用于水露点的控制。

低温法可同时控制水露点和烃露点。

吸附法脱水深度比吸收法要高的多，但设备投资较大。

由于天然气汽车用燃气对水分的要求很高，故目前国内外一般采用分子筛吸附脱水的干燥工艺。

CNG加气站中的脱水装置按其在加气站工艺流程中的位置不同可分为低压脱水(压缩机前脱水)、中压脱水(压缩机级间)及高压脱水(压缩机后)三种。

压缩天然气加气站脱水方式比较

压缩天然气加气站脱水方式比较【摘要】在压缩天然气（CNG）加气站中，脱水是非常重要的一个步骤，根据GB18407—2000《车用压缩天然气》的规定，在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃。

天然气的脱水效果直接对加气站设备和用气车辆产生很大的影响，如果脱水效果不好，将会造成设备冰堵，用气车辆动力不足等问题，另外天然气中存在的硫化氢和二氧化碳溶于水会对加气站设备和加气车钢瓶产生腐蚀。

【关键词】压缩天然气加气站脱水方式1 CNG加气站脱水工艺（2）压缩天然气压力释放过程是一个强吸热过程，对高压运行的后置脱水来说，当压缩天然气从容器或管路中泄漏时，泄孔周围会迅速形成一个低温区，甚至结冰，这会对设备操作人员造成伤害。

（3）前置脱水的再生压力为0.3～0.4 Mpa，再生气取自干燥塔的排气，压力也为0.3～0.4 Mpa，无压力突降现象。

后置脱水的再生压力为0.5～0.8 Mpa，再生气取自干燥塔的排气或气体储存设备，压力为15～25 Mpa，两者压差很大，容易造成再生进气管路冰堵，导致再生气加热器发生“空烧”情况，对加热器造成不良影响。

（4）后置脱水的吸附塔/再生塔压力变化范围大，在0.5～25 Mpa之间交替运行，温度在常温～180℃之间变化，长期使用后，塔的金属材料可能产生疲劳效应，加上硫化氢等物质的腐蚀，存在局部爆裂的可能。

根据观察运行情况，前置脱水的安全性能优于后置脱水。

2.4 对压缩机的影响（1）采用前置脱水时，进入压缩机的天然气已经脱水处理，水分、杂质已经去除，对压缩机的汽缸、活塞及其零件磨损小，可延长压缩机的使用寿命；后置脱水位于压缩机之后，天然气的杂质、水分会对压缩机阀件、汽缸和活塞造成磨损，减少压缩机的使用寿命，天然气中的酸性物质与水化合会对压缩机的冷却器、分离器及其它部件产生腐蚀。

（2）前置脱水可实现再生过程再生气零排放，不会造成进气管网压力波动，压缩机进气压力稳定；后置脱水的再生气如果回收必须将其引到压缩机进气口，当再生过程中出现再生障碍时，势必影响压缩机进气压力的稳定，对压缩机运行工况造成影响。

CNG加气站的分类

CNG加气站的分类压缩天然气是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年开展已日趋成熟。

它具有本钱低，效益高，无污染，使用平安便捷等特点，正日益显示出强大的开展潜力。

天然气加气站一般分为三个根本类型，即快速充装型，普通(慢速)充装及两者的混合型。

快速充装站形同一般加油站，一般轻型卡车或轿车需在3-7分钟之内完成加气。

一个典型的快速充装站所需的设备包括天然气压缩机，高压钢瓶组，控制阀门及加气机等，辅肋设备包括一种单塔型无胶粘剂的可再生分子筛枯燥器及流量计。

快速充装站主要是利用钢瓶组中的高压结合压缩机快速向汽车钢瓶充气。

高压钢瓶组通常由3至12个标准钢瓶组成，一般分成高、中及低压三组。

阀门组及控制面板包括3个子系统：优先系统控制压缩机向各钢瓶组供气的次序；紧急迫断系统当系统出现紧急情况时，可快速切断各高压钢瓶组向加气机供气；顺序控制系统是负责控制高压钢瓶向加气机的供气次序，以保证加气机的加气时间最短，效率最高。

目前三储气瓶(组)三线进气加气系统被认为是较理想的高效，低本钱加气控制方式，这种系统，压缩机一般仅向储气钢瓶充气，因而排气量并不需要完全满足各加气机的实际加气速率。

加气机首先从低位(优先)瓶组中取气，当汽车钢瓶内的压力与低位储气瓶的压差或加气速率小于预设值时，加气机转而从中位瓶中取气直至高位瓶。

在整个加气过程中，压缩机仅在各钢瓶组内的压力低于它们各自的预设值时才会启动。

普通充装站那么是针对交通枢纽，大型停车声等有汽车过夜等停留较长时间的情形，汽车可充分利用这段时间加气。

普通充装站的主要设备仅包括天然气压缩机，控制面板及加气软管总成，天然气压缩机从供气管路抽气并直接通过加气软管送入加气汽车。

这种加气系统的优点为站内无须高压气瓶组及复杂的阀门控制系统甚至加气机，因而投资费用极省。

天然气充装压缩机典型的天然气汽车加气站的充装压缩机一般排气量少于150Nm3/H,电机功率60马力左右。

依据不同的吸排气压力及排气量，压缩机通常采用2-3级压缩，双活塞杆构造。

CNG加气站脱水方式比较

CNG加气站高、低压脱水工艺技术经济分析摘要：天然气的脱水工艺的选择是CNG加气站设计过程中的重要内容之一,直接关系到CNG加气站能否安全、稳定、经济运行。

吸收法脱水是用吸湿性液体(或活性固体)吸收的方法脱除气流中的水蒸气。

低温法脱水则是利用在压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少的原理来实现脱水,此法只适用于大量水分的粗分离。

吸收法和吸附法主要用于水露点的控制,低温法可同时控制水露点和烃露点,吸附法脱水深度比吸收法要高得多,但设备投资较大。

在实际工程中,选用何种脱水方法应根据具体的天然气气质条件、用户需要的脱水深度要求并经技术经济比较后合理确定。

关于脱水装置在CNG加气站设计中的讨论

关于脱水装置在CNG加气站设计中的讨论作者：李兰来源：《城市建设理论研究》2013年第29期摘要：文章介绍了CNG加气站设计中脱水装置的有关问题，对脱水装置吸附剂的选择，脱水量的确定，以及脱水装置在加气站工艺流程中位置的确定都做了论述，并以实际工程为例对脱水装置的选择进行确定。

关键词：脱水装置吸附剂脱水量低压脱水高压脱水中图分类号：TD433 文献标识码：A《车用压缩天然气》GB18047-2000中明确要求了车用压缩天然气的水露点，在汽车驾驶的特定地理区域内在最高操作压力下水露点不应高于-13℃，当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃。

降低水露点的过程称为脱水，水露点达到很低的脱水属于深度脱水，CNG站内的脱水属于深度脱水。

1.脱水装置的选择1.1吸附剂的选择可用于气体脱水的工艺有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离法。

吸附法脱水深度比其其他工艺要高，由于天然气汽车用燃气对水分的要求很高，目前国内外一般采用吸附脱水法。

选用吸附脱水法后就必须明确采用哪一种吸附剂。

常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。

对于含水量较高的气体，选用硅胶、活性氧化铝脱水为好；对于含水量较低的气体，选用分子筛为好。

以西气东输二线到达广州分输站的天然气为例，2013年6月检测到的气体成分如下：对于以上成分的天然气进行脱水采用分子筛作为吸附剂脱水。

分子筛根据化学组成的不同，可分为A、X、Y等几种类型，其中A型分子筛被应为的较为广泛。

A型基本组成是硅铝酸钠，常见的3种分子筛性能的比较如下：对于上述成分的天然气，天然气的主要成分为CH4和C2H6，故对照上表选择4A型的分子筛作为吸附剂。

1.2脱水装置规模的确定计算天然气的脱水量需知道的条件包括天然气的成分、进站时的水露点、当地的最低温度条件、天然气脱水前后的压力、设计处理天然气的能力等。

以表1.1中的天然气为例，若在分输站的下游临近建设CNG加气母站，CNG加注的最高压力为20.0MPa，广州冬天最低温度按5℃计，天然气的处理量5000Nm3/h计，则需要脱水的量计算如下：确定20.0MPa下CNG要达到的水露点：≤-13℃；查相关图表可知，在20.0MPa下，CNG的水露点为-14℃，换算为基准状态下的干气含水量约为18mg/m3，考虑到一些不可预见的因素，确定干气在基准状态下的含水量为15mg/m3，此时干气的含水量换算到一个大气压下的基准状态下相当于-55℃的含水量。