Kuvaus
Maakaasun hiilenpoistolaitteisto on keskeinen laite maakaasun puhdistuksessa tai käsittelyssä. PSA on vähän energiaa kuluttava hiilenpoistotekniikka, joka saavuttaa CO2:n adsorption ja desorption muuttamalla käyttöpainetta. Tämä tekniikka yleensä adsorboi ja erottaa CO2:n maakaasusta 0,5–1 MPa:n käyttöpaineessa ja suorittaa sitten tyhjiödesorption adsorbentin regeneroinnin loppuunsaattamiseksi. PSA-menetelmä kuuluu fysikaaliseen adsorptioon, vaikka sen adsorptiokapasiteetti on rajallinen ja selektiivisyys alhainen verrattuna kemialliseen adsorptioon. PSA-prosessi on kuitenkin yksinkertainen, adsorbentilla on pitkä käyttöikä, se on helppo regeneroida ja sen energiankulutus on alhainen. Samalla sillä on myös etuja, kuten korkea automaatioaste, hyvät ympäristöhyödyt ja suuri operatiivinen joustavuus. Erityisesti korkeapaineisen syöttökaasun käsittelyssä sitä ei yleensä tarvitse paineistaa uudelleen. PSA-menetelmää voidaan käyttää huoneenlämmössä ilman lämmitystä ja jäähdytystä, mikä säästää 1–2 kertaa energiankulutusta TSA-menetelmään verrattuna. Lisäksi PSA-menetelmä vaatii paljon pienemmän adsorptioannoksen verrattuna vastaavaan TSA-menetelmään.
Maakaasun laatustandardin mukaisen hiilidioksidipitoisuuden ei tulisi olla yli 3 %. Ja teräksen jälkeen vedessä oleva hiilidioksidi on erittäin syövyttävää. Jos pH-arvo on sama, hiilidioksidin happamuussuhde on myös korkeampi, joten hiilidioksidin korroosioaste teräksessä on myös korkeampi.
Painevaihteluadsorptio (PSA) on uusi tekniikka, jota käytetään kaasuseoksen erottamiseen adsorptioerotustekniikassa. Perinteiseen kemialliseen absorptiomenetelmään verrattuna PSA-tekniikka on taloudellisesti houkutteleva H2S:n ja CO2:n poistamiseen ja talteenottoon maakaasusta, ja sitä kehitetään voimakkaasti.
PSA-kaasunerotusteknologian etuna on yksinkertainen käyttö, pieni painehäviö, dehydraatio CO2:ta poistettaessa, puhdistetun kaasun ja veden alhainen kastepiste, ja tuotteet täyttävät kaasun viennin vaatimukset. PSA:ta voidaan käyttää CO2:n väkevöintiin ja selektiiviseen rikinpoistoon maakaasussa.
Vuokaavio
Adsorptio suoritettiin paineen alaisena ja desorptio alennetussa paineessa. Koska adsorptiosykli on lyhyt eikä adsorptiolämpöä voida poistaa ajassa, sitä voidaan käyttää desorptioon. Siksi adsorptiokerroksen lämpötila, joka johtuu adsorptio- ja desorptiolämpöistä, muuttuu vain vähän, mitä voidaan pitää isotermisenä prosessina. Yhden kiinteän adsorptiokerroksen toiminnassa, olipa kyseessä sitten lämpötilanvaihteluadsorptio tai paineenvaihteluadsorptio, adsorbentti on regeneroitava, joten adsorbentti on ajoittainen. Teollisuudessa käytetään kahta tai useampaa adsorptiokerrosta, jolloin adsorptiokerroksen adsorptio ja regenerointi suoritetaan vuorotellen (tai vuorotellen sykleissä) koko adsorptioprosessin jatkuvuuden varmistamiseksi.
Toiminnalliset ominaisuudet
Painevaihteluadsorptiodekarbonisointilaitteiston hyötysuhde on 90 %. CO2 voidaan erottaa paineenmuutoksella ja fysikaalisella adsorptiolla ilman kemiallista reaktiota. CO2:n poiston lisäksi PSA-teknologiaa käytetään laajalti H2:n, CH4:n, CO:n, CO2:n ja muiden kaasujen talteenottoon ja puhdistukseen.
