Jedinica za pročišćavanje plinovitog goriva vodikovog sulfida

Uvod

Razvojem našeg društva zagovaramo čistu energiju, pa se povećava i potražnja za prirodnim plinom kao čistom energijom. Međutim, tijekom eksploatacije prirodnog plina, mnogi plinski bušotine često sadrže sumporovodik, koji uzrokuje koroziju opreme i cjevovoda, zagađuje okoliš i ugrožava ljudsko zdravlje. Razvojem znanosti i tehnologije, široka upotreba tehnologije odsumporavanja prirodnog plina riješila je te probleme, ali istovremeno su se troškovi pročišćavanja i obrade prirodnog plina sukladno tome povećali.

Načelo

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

Molekularno sito je kristal alkalnog metalnog aluminosilikata s skeletnom strukturom i ujednačenom mikroporoznom strukturom. To je adsorbent s izvrsnim performansama, visokim adsorpcijskim kapacitetom i selektivnošću adsorpcije. Prvo, u strukturi molekularnog sita postoji mnogo kanala s ujednačenom veličinom pora i uredno raspoređenim rupama, što ne samo da osigurava vrlo veliku površinu, već i ograničava ulazak molekula većih od rupa; Drugo, površina molekularnog sita ima visoku polarnost zbog karakteristika ionske rešetke, pa ima visoku adsorpcijsku sposobnost za nezasićene molekule, polarne molekule i polarizabilne molekule. Voda i sumporovodik su polarne molekule, a molekularni promjer je manji od promjera pora molekularnog sita. Kada sirovi plin koji sadrži tragove vode prolazi kroz sloj molekularnog sita na sobnoj temperaturi, tragovi vode i sumporovodika se apsorbiraju. Na taj se način smanjuje sadržaj vode i sumporovodika u ulaznom plinu i ostvaruje se svrha dehidracije i odsumporavanja. Proces adsorpcije molekularnog sita uključuje kapilarnu kondenzaciju i fizičku adsorpciju uzrokovanu van der Waalsovom silom. Prema Kelvinovoj jednadžbi, kapilarna kondenzacija se smanjuje s porastom temperature, dok je fizička adsorpcija egzoterman proces, a njezina adsorpcija se smanjuje s porastom temperature, a povećava s porastom tlaka; stoga se proces adsorpcije molekularnog sita obično provodi na niskoj temperaturi i visokom tlaku, dok se analitička regeneracija provodi na visokoj temperaturi i sniženom tlaku. Pod djelovanjem visoke temperature, čistog i niskog tlaka regeneracijskog plina, adsorbent molekularnog sita oslobađa adsorbat u mikroporama u protok regeneracijskog plina sve dok količina adsorbanta u adsorbentu ne dosegne vrlo nisku razinu. Također ima sposobnost adsorpcije vode i sumporovodika iz dovodnog plina, ostvarujući proces regeneracije i recikliranja sita.

Tehnološki proces

Tijek procesa prikazan je na dijagramu. Jedinica koristi 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 koalescentnim separatorom, a zatim ulazi u toranj za odsumporavanje molekularnim sitom a-801, a-802 i a-803. Voda i sumporovodik u ulaznom plinu adsorbiraju se molekularnim sitom kako bi se ostvario proces dehidracije i adsorpcije sumporovodika. Pročišćeni plin za dehidraciju i uklanjanje sumporovodika 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 grijanje, toranj se postupno 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 te dovršiti proces regeneracije.

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. Kako bi se u potpunosti oporavila i iskoristila toplinska energija, regeneracijski plin se prvo koristi kao plin za hladno upuhavanje, a toranj se hladi na oko 50 ℃ od vrha do dna kroz toranj za odsumporavanje molekularnih sita koji je završio proces regeneracije. Istovremeno se sam prethodno zagrijava. Nakon što plin za hladno upuhavanje izađe iz rashladnog tornja, ulazi u peć za grijanje regeneracijskim plinom radi zagrijavanja, a zatim regenerira toranj za odsumporavanje molekularnih sita kao siromašan regeneracijski plin. Uređaj se uključuje svakih 8 sati.

Parametar dizajna