壓縮天然氣（CNG）是一種替代燃料來源（柴油和汽油），對北美有著深遠的好處。具有重要戰(zhàn)略意義的好處包括能源獨立性、改善空氣質(zhì)量、創(chuàng)造就業(yè)機會以及更低和更穩(wěn)定的燃料價格。本文討論了天然氣汽車加油站對天然氣干燥劑的要求，比較了干燥劑與干燥劑干燥劑的性能，并對兩個替代柴油的現(xiàn)場氣田氣改質(zhì)實例進行了評述

*節(jié)：NGV加油站用天然氣干燥器

Xebec吸附公司為全球CNG（壓縮天然氣）加油站提供天然氣干燥器已有超過二十五（25）年的歷史。然而，直到*近幾年，才有越來越多的國家開始將天然氣作為一種可替代的運輸燃料來源。這種需求的增長有幾個原因：天然氣比柴油或汽油便宜得多，它是一種更清潔的燃料，同時也意味著能源的獨立性。僅在美國，預計到2023年將建造6000至15000個新的NGV加油站。

低壓露點的重要性

CNG加氣站的干燥器是一個重要的組成部分。如果氣體在進入加油站的壓縮機時不干燥，可能會導致加氣機和車輛油箱凍結(jié)問題。這顯然是災難性的，因為它可能導致車站關閉。那么，一個建站商為什么不安裝烘干機呢？不在NGV加油站安裝干燥器的*常見原因是認為天然氣已經(jīng)干燥。然而，應考慮到，盡管管道壓力下的氣體露點可能低至-40°C，但壓縮效應會影響氣體的露點（焦耳-湯姆遜效應）。

物理定律規(guī)定氣體的露點隨著壓力的增加而增加。因此，當壓縮機中的氣體露點很低時，壓縮機中的氣體會明顯降低。這就是為什么大多數(shù)NGV站都需要天然氣干燥劑干燥器，以符合ISO 15403:2000（E）標準，特別是在冬季較冷的月份遇到較低溫度的地區(qū)。

壓縮天然氣（CNG）燃料的一個*重要的安全要求是非常低的水露點溫度，以防止在任何時候形成液態(tài)水。液態(tài)水是天然氣中二氧化碳和硫化氫成分結(jié)合形成腐蝕性化合物的前兆。腐蝕劑的組合以及燃油消耗和隨后重新加注燃油存儲容器所引起的壓力循環(huán)，可能導致金屬裂紋擴展，*終導致?lián)p壞和失效。此外，液態(tài)水本身也可能是有害的，因為它可能導致燃料系統(tǒng)中的液體和固體堵塞。壓縮天然氣（CNG）燃料的一個*重要的安全要求是非常低的水露點溫度，以防止在任何時候形成液態(tài)水。液態(tài)水是天然氣中二氧化碳和硫化氫成分結(jié)合形成腐蝕性化合物的前兆。腐蝕劑的組合以及燃油消耗和隨后重新加注燃油存儲容器所引起的壓力循環(huán)，可能導致金屬裂紋擴展，*終導致?lián)p壞和失效。此外，液態(tài)水本身也可能是有害的，因為它可能導致燃料系統(tǒng)中的液體和固體堵塞。可燃氣體探測器是天然氣公司必備設備。”-來源：ISO 15403:2000（E）標準，第5.1段

在NGV加油站，如果沒有合適的天然氣干燥劑系統(tǒng)，會發(fā)生什么？

1. *步：天然氣（在管道壓力露點處）進入氣體壓縮機。氣體被壓縮，顯著增加氣體壓力、溫度和水分濃度。
2. 第二步：天然氣進入儲庫并膨脹。這會導致氣體溫度顯著降低和水分凝結(jié)。現(xiàn)在有液體存在，我們有個問題。
3. 第三步：含水分的高壓氣體進入加氣機，進入汽車氣瓶，再次膨脹。NGV坦克現(xiàn)在正在運送水和天然氣！

壓力露點監(jiān)測

在干燥前應連續(xù)測量干燥劑的每一個干燥點的濕度水平。天然露點檢測與壓縮空氣含水量檢測方法基本相同，其中需要考慮天然氣是危險與腐蝕性氣體。必須每年重新校準探頭，以確保讀數(shù)準確。一個新的露點探針可能非常昂貴，因此為了支持其客戶并確保電站的安全，Xebec提供了一個重新校準計劃，其中提供了一個重新校準的探針，以換取一個使用過的探針。使用露點探頭連續(xù)測量和監(jiān)測壓力露點，確保氣體干燥器和NGV加油站的連續(xù)運行。大灣檢測專業(yè)提供壓縮空氣檢測、潔凈室檢測等業(yè)務，如有需要可以聯(lián)系我們專業(yè)的工程師。

第二節(jié)：干燥劑和潮解天然氣干燥器的區(qū)別

使用分子篩作為干燥介質(zhì)的再生“干燥劑”型干燥器與“潮解”型干燥器有重要區(qū)別。雖然它們都能降低氣體露點，但兩者在露點性能特性上有著重要而相當大的差異。

潮解干燥機的工作原理是抑制露點，這完全取決于氣體進入干燥器的溫度。這些干燥器的露點抑制性能通常在10到30華氏度之間。20°F的露點抑制意味著，如果進入干燥器的氣體入口溫度為100°F，則離開干燥器的氣體的壓力露點將為80°F。這種情況很常見，因為這種類型的干燥器安裝在氣體壓縮機的出口處。氣體壓縮機后冷卻器的接近溫度為20華氏度或更高。

潮解烘干機由一個容器組成，容器內(nèi)裝滿水溶性鹽或有機化合物的混合物，或兩者兼而有之，以片劑或珠子的形式存在。當濕氣通過干燥介質(zhì)時，一定比例的水蒸氣被片劑吸收。在吸收過程中，片劑逐漸溶解，溶解介質(zhì)和水的液滴以“漿液”的形式聚集在容器排水區(qū)域的底部，作為正常操作的一部分，需要定期排出。

再生天然氣干燥劑干燥器

再生式氣體干燥劑干燥器，采用分子篩干燥劑作為干燥介質(zhì)，工作原理與吸附原理不同。

當氣體通過干燥劑床層時，水蒸氣被分子篩干燥劑吸附。干燥劑在此過程中不溶解。分子篩繼續(xù)去除氣流中的水分，直到其耗盡并隨后再生。啟動自動再生循環(huán)的時間通常由安裝在干燥器系統(tǒng)出口處的精密露點監(jiān)測器檢測。

干燥劑干燥器使用閉環(huán)熱再生系統(tǒng)，該系統(tǒng)使電加熱氣流循環(huán)流過干燥劑床層，從而除去干燥劑床上的水分，然后冷卻氣體，并分離液態(tài)水，使其滴入收集接收器。

干燥劑干燥器使用天然氣專用分子篩，閉環(huán)熱再生非常有效，將持續(xù)產(chǎn)生超過控制CNG車輛所用氣體露點的全球規(guī)范的露點水平。北美CNG氣體質(zhì)量*常見的規(guī)范是SAE J1616和CARB（適用于加利福尼亞州）。這兩個規(guī)范都規(guī)定，車輛燃料儲存容器壓力容器處的壓縮氣體露點必須至少低于CNG站安裝位置的99%冬季設計條件10 F。例如，如果圣何塞99%*冷的冬季溫度為35華氏度，那么儲存容器中氣體的露點必須始終低于25華氏度。

再生式分子篩干燥器很容易超過這樣的露點。它們能夠達到低于-100F的壓力露點。只有使用干燥劑干燥器才能達到低于32 F的壓力露點。這就是為什么北美NGV加油站通常使用它們。天然氣干燥劑干燥器能夠處理入口工作壓力5-1200 psig，流量高達25000 SCFM。對于這些應用，也可以采用飽和氣體干燥器。

第三節(jié)氣田氣升級及現(xiàn)場利用

受柴油成本上升和有害環(huán)境影響評估的推動，全球石油勘探與生產(chǎn)（E&P）運營商正面臨越來越嚴重的商業(yè)模式擔憂。天然氣行業(yè)面臨著巨大的機遇。

用天然氣為柴油鉆井平臺提供動力有著巨大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。轉(zhuǎn)換已經(jīng)被許多早期采用者證明，使用雙燃料和專用天然氣發(fā)動機。對不同的天然氣來源，如氣田氣和液化天然氣（LNG）也進行了測試。對于每種技術和燃料類型，運營商和技術公司現(xiàn)在都在應對一些運營挑戰(zhàn)，并尋求提高效率。然而，毫無疑問，用天然氣驅(qū)動鉆井平臺作業(yè)的可行性是一個新的現(xiàn)實，可以對全球整體燃料消耗產(chǎn)生重大影響。

天然氣使用對石油鉆井作業(yè)的好處

天然氣在能源網(wǎng)中的廣泛使用建立了額外的國內(nèi)能源安全，并對鐵路、采礦、軍事、建筑服務、貨運、機場和港口當局等產(chǎn)生了影響。在石油鉆井作業(yè)中，早期采用者正在經(jīng)歷的成本節(jié)約和積極的環(huán)境影響已經(jīng)非常顯著。有記錄在案的結(jié)果，如專用天然氣發(fā)動機每天可節(jié)省超過1000加侖的柴油，將二氧化碳和氮氧化物的排放量減少20%，在某些地方，運營成本從每天500美元降低到2000美元以上。

• 石油和天然氣鉆工和壓裂泵操作員可以用氣田氣代替60%的柴油。
• 顆粒物（a）和氮氧化物（PM）的環(huán)境排放顯著降低。另外，天然氣發(fā)動機比柴油發(fā)動機運轉(zhuǎn)更安靜，而且它們的排放也沒有臭味。
• 由于不需要因為燃燒配額而減少開采量，因此減少了燃燒并提高了生產(chǎn)率。

兩個現(xiàn)場氣田氣置換柴油項目

Xebec提供了一個經(jīng)過驗證的、經(jīng)濟高效、靈活的集裝箱化解決方案，用現(xiàn)場氣田氣代替柴油。該系統(tǒng)滿足了勘探與生產(chǎn)運營商的重要客戶群的需求，尤其是頁巖油和頁巖氣等非常規(guī)資源的客戶群

這種被稱為AGX的操作系統(tǒng)將井氣分離成天然氣流，并產(chǎn)生富含天然氣液體（NGLs）的廢氣流。2006年在氣田部署的兩套系統(tǒng)均取得了良好的效果。

1. 加州*大的獨立石油和天然氣公司之一購買了Xebec的凈化技術來凈化天然氣，以滿足加州嚴格的天然氣質(zhì)量規(guī)范。我們的M-3100裝置安裝在加利福尼亞海岸的一個平臺上。它升級了平臺滯留的天然氣，否則將不得不重新注入銷售天然氣。成功的結(jié)果不僅來自于優(yōu)越的天然氣回收率和產(chǎn)品純度，而且也來自于遵守海上平臺運營商施加的嚴格空間限制。
2. 位于南加州的一家石油生產(chǎn)商正在努力滿足加利福尼亞州新的更嚴格的乙烷和重烴銷售氣體規(guī)范。由于LTS裝置的容量有限，不得不減少石油產(chǎn)量，該裝置用于將油井中的氣田氣脫水和脫富以生產(chǎn)銷售用氣。油田采氣是石油生產(chǎn)的一項必要功能。因此，天然氣產(chǎn)量的限制會自動導致石油產(chǎn)量下降，從而導致收入損失。Xebec AGX系統(tǒng)的成本不到新LTS裝置的三分之一，并且，通過重復使用現(xiàn)有LTS來提高甲烷回收率，天然氣吞吐能力翻了一番。

Xebec compact M-3100快速循環(huán)PSA系統(tǒng)是南加州油田氣田天然氣脫水的完美解決方案。

天然氣汽車加油站和現(xiàn)場天然氣升級的市場正在增長。氣體干燥是工藝的重要組成部分，了解如何實現(xiàn)、測量和管理壓力露點對這些裝置的成功至關重要，由于天然氣潛在的危險，一般不建議使用壓縮空氣采集器來檢測天然氣工具。天然氣干燥劑干燥器將在北美新基礎設施建設中發(fā)揮重要作用。