Jedinica za prečišćavanje plinovitog goriva od vodonik-sulfida

Uvod

Razvojem našeg društva zalažemo se za čistu energiju, pa se i potražnja za prirodnim plinom kao čistom energijom povećava. Međutim, u procesu eksploatacije prirodnog plina, mnogi plinski bunari često sadrže sumporovodik, koji uzrokuje koroziju opreme i cjevovoda, zagađuje okoliš i ugrožava ljudsko zdravlje. Razvojem nauke i tehnologije, široka upotreba tehnologije odsumporavanja prirodnog plina riješila je ove probleme, ali istovremeno su se troškovi prečišćavanja i tretmana prirodnog plina shodno tome povećali.

Princip

Uređaj za molekularno sito za desumporizaciju (također nazvan desumporizacija), također nazvan i uređaj za molekularno sito za zaslađivanje, ključni je uređaj u projektu prečišćavanja ili kondicioniranja prirodnog plina.

Molekularno sito je kristal alkalnog metalnog aluminosilikata sa skeletnom strukturom i ujednačenom mikroporoznom strukturom. To je adsorbent sa odličnim performansama, visokim adsorpcijskim kapacitetom i selektivnošću adsorpcije. Prvo, postoji mnogo kanala sa ujednačenom veličinom pora i uredno raspoređenim rupama u strukturi molekularnog sita, što ne samo da pruža vrlo veliku površinu, već i ograničava ulazak molekula većih od rupa; Drugo, površina molekularnog sita ima visoku polarnost zbog karakteristika jonske rešetke, tako da ima visoku adsorpcijsku sposobnost za nezasićene molekule, polarne molekule i polarizabilne molekule. Voda i vodonik sulfid su polarni molekuli, a molekularni prečnik je manji od prečnika pora molekularnog sita. Kada sirovi gas koji sadrži tragove vode prolazi kroz sloj molekularnog sita na sobnoj temperaturi, tragovi vode i vodonik sulfida se apsorbuju. Na taj način se smanjuje sadržaj vode i vodonik sulfida u ulaznom gasu i ostvaruje se svrha dehidracije i desumporizacije. Proces adsorpcije molekularnog sita uključuje kapilarnu kondenzaciju i fizičku adsorpciju uzrokovanu van der Waalsovom silom. Prema Kelvinovoj jednačini, kapilarna kondenzacija se smanjuje s porastom temperature, dok je fizička adsorpcija egzotermni proces, a njena adsorpcija se smanjuje s porastom temperature, a povećava s porastom pritiska; Stoga se proces adsorpcije molekularnog sita obično provodi na niskoj temperaturi i visokom pritisku, dok se analitička regeneracija provodi na visokoj temperaturi i sniženom pritisku. Pod djelovanjem visoke temperature, čistog i niskog pritiska regeneracijskog plina, adsorbent molekularnog sita oslobađa adsorbat u mikroporama u protok regeneracijskog plina sve dok količina adsorbata u adsorbentu ne dostigne vrlo nizak nivo. Također ima sposobnost adsorbiranja vode i sumporovodika iz ulaznog plina, ostvarujući proces regeneracije i recikliranja sita.

Tehnološki proces

Tok procesa je prikazan na dijagramu. Jedinica usvaja proces s tri tornja: jedan toranj za adsorpciju, jedan toranj za regeneraciju i jedan toranj za hlađenje. Kada ulazni plin uđe u jedinicu, temperatura ulaznog plina se smanjuje pomoću jedinice za prethodno hlađenje, zatim se slobodna voda uklanja pomoću koalescentnog separatora, a zatim ulazi u toranj za desumporizaciju molekularnim sitom a-801, a-802 i a-803. Voda i vodonik sulfid u ulaznom plinu se adsorbiraju molekularnim sitom kako bi se ostvario proces dehidracije i adsorpcije vodonik sulfida. Pročišćeni plin za dehidraciju i uklanjanje vodonik sulfida ulazi u filter za prašinu proizvedenog plina kako bi se uklonila prašina molekularnog sita i izvozi se kao proizvedeni plin.

Molekularno sito zahtijeva regeneraciju nakon adsorpcije određene količine vode i sumporovodika. Dio proizvedenog plina se nakon filtracije prašine izdvaja iz proizvedenog plina kao regeneracijski plin. Nakon što se plin zagrije na 270 ℃ u peći za zagrijavanje, toranj se postepeno zagrijava na 270 ℃ od vrha do dna kroz toranj za odsumporavanje molekularnim sitom, nakon čega je završen proces adsorpcije, tako da se voda i sumporovodik adsorbirani na molekularnom situ mogu razdvojiti i postati bogati regeneracijski plin, čime se proces regeneracije završava.

Bogati regeneracijski plin nakon izlaska iz regeneracijskog tornja ulazi u kondenzator regeneracijskog plina gdje se hladi na oko 50 ℃, a zatim se plin hladi i dovodi u kolektor baklje.

Molekularni sito toranj treba ohladiti nakon regeneracije. Da bi se u potpunosti oporavila i iskoristila toplinska energija, regeneracijski plin se prvo koristi kao plin za hladno uduhavanje, a toranj se hladi na oko 50 ℃ od vrha do dna kroz toranj za odsumporavanje molekularnim sitom koji je završio proces regeneracije. Istovremeno, on se sam prethodno zagrijava. Nakon što plin za hladno uduhavanje izađe iz rashladnog tornja, ulazi u peć za zagrijavanje regeneracijskim plinom radi zagrijavanja, a zatim regenerira toranj za odsumporavanje molekularnim sitom kao siromašan regeneracijski plin. Uređaj se uključuje svakih 8 sati.

Parametar dizajna