Jednotka pro čištění sirovodíku

Zavedení

S rozvojem naší společnosti se zasazujeme o čistou energii, a proto roste i poptávka po zemním plynu jako čisté energii. Při těžbě zemního plynu však mnoho plynových vrtů často obsahuje sirovodík, který způsobuje korozi zařízení a potrubí, znečišťuje životní prostředí a ohrožuje lidské zdraví. S rozvojem vědy a techniky široké využití technologie odsiřování zemního plynu tyto problémy vyřešilo, ale zároveň se odpovídajícím způsobem zvýšily náklady na čištění a úpravu zemního plynu.

Princip

Molekulárně sítové odsiřovací zařízení (také nazývané odsiřovací zařízení), nazývané také molekulární sítové odsiřovací zařízení, je klíčovým zařízením v projektech čištění nebo úpravy zemního plynu.

Molekulární síto je krystal alkalického kovu, který se vyznačuje hlinitokřemičitanem, kostrovou strukturou a jednotnou mikroporézní strukturou. Je to adsorbent s vynikajícím výkonem, vysokou adsorpční kapacitou a selektivitou adsorpce. Zaprvé, struktura molekulárního síta má mnoho kanálků s jednotnou velikostí pórů a úhledně uspořádanými otvory, což nejenže zajišťuje velmi velký povrch, ale také omezuje vstup molekul větších než otvory. Zadruhé, povrch molekulárního síta má vysokou polaritu díky vlastnostem iontové mřížky, takže má vysokou adsorpční kapacitu pro nenasycené molekuly, polární molekuly a polarizovatelné molekuly. Voda a sirovodík jsou polární molekuly a jejich molekulární průměr je menší než průměr pórů molekulárního síta. Když surový plyn obsahující stopové množství vody prochází ložem molekulárního síta při pokojové teplotě, stopové množství vody a sirovodíku se absorbují. Tím se snižuje obsah vody a sirovodíku v přiváděném plynu a dosahuje se cíle dehydratace a odsiřování. Adsorpční proces molekulárního síta zahrnuje kapilární kondenzaci a fyzikální adsorpci způsobenou van der Waalsovou silou. Podle Kelvinovy ​​rovnice kapilární kondenzace klesá se zvyšující se teplotou, zatímco fyzikální adsorpce je exotermický proces a její adsorpce klesá se zvyšující se teplotou a roste se zvyšujícím se tlakem. Proto se adsorpční proces molekulárního síta obvykle provádí při nízké teplotě a vysokém tlaku, zatímco analytická regenerace se provádí při vysoké teplotě a sníženém tlaku. Pod působením regeneračního plynu za vysoké teploty, čistého a nízkého tlaku uvolňuje adsorbent molekulárního síta adsorbát z mikropórů do proudu regeneračního plynu, dokud množství adsorbátu v adsorbentu nedosáhne velmi nízké úrovně. Má také schopnost adsorbovat vodu a sirovodík ze vstupního plynu, čímž se realizuje proces regenerace a recyklace síta.

Technologický proces

Procesní diagram je znázorněn na obrázku. Jednotka využívá tří věžový proces: jednu věž pro adsorpci, jednu věž pro regeneraci a jednu věž pro chlazení. Když vstupní plyn vstoupí do jednotky, jeho teplota se sníží pomocí předchlazovací jednotky, poté se volná voda odstraní koalescenčním separátorem a plyn poté vstupuje do věže pro odsiřování molekulárním sítem a-801, a-802 a a-803. Voda a sirovodík v vstupním plynu jsou adsorbovány molekulárním sítem, čímž dochází k dehydrataci a adsorpci sirovodíku. Vyčištěný plyn po dehydrataci a odstranění sirovodíku vstupuje do prachového filtru produkčního plynu, kde se odstraňuje prach z molekulárního síta, a je exportován jako produkční plyn.

Molekulární síto potřebuje regeneraci po adsorpci určitého množství vody a sirovodíku. Část produkčního plynu se po filtraci prachu odvádí z produkčního plynu jako regenerační plyn. Po zahřátí plynu v topné peci na 270 °C se věž postupně zahřívá odsirovací věží na 270 °C odshora dolů, kde je dokončen proces adsorpce, takže voda a sirovodík adsorbované na molekulárním sítu se mohou rozpustit a stát se obohaceným regeneračním plynem, čímž se proces regenerace dokončí.

Bohatý regenerační plyn po opuštění regenerační věže vstupuje do kondenzátoru regeneračního plynu, kde se ochladí na přibližně 50 °C, a plyn se ochladí a přivede do sběrného potrubí.

Molekulární sítová věž je po regeneraci nutné ochladit. Aby se tepelná energie plně regenerovala a využila, regenerační plyn se nejprve použije jako studený vháněný plyn a věž se po dokončení regeneračního procesu ochladí odsirovací věží s molekulárním sítem odshora dolů na přibližně 50 °C. Současně se sama předehřeje. Po opuštění chladicí věže studený vháněný plyn vstupuje do topné pece regeneračního plynu k ohřevu a poté regeneruje molekulární sítovou odsiřovací věž jako chudý regenerační plyn. Zařízení se přepíná každých 8 hodin.

Návrhový parametr