יחידת טיהור גז דלק מימן גופרתי

מָבוֹא

עם התפתחות החברה שלנו, אנו תומכים באנרגיה נקייה, ולכן גם הביקוש לגז טבעי כאנרגיה נקייה עולה. עם זאת, בתהליך ניצול הגז הטבעי, בארות גז רבות מכילות לעיתים קרובות מימן גופרתי, אשר גורם לקורוזיה של ציוד וצנרת, מזהם את הסביבה ומסכן את בריאות האדם. עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, השימוש הנרחב בטכנולוגיית הסרת גופרית של גז טבעי פתר בעיות אלו, אך במקביל, עלות טיהור וטיפול בגז טבעי עלתה בהתאם.

עִקָרוֹן

מחליק להסרת גופרית במסננת מולקולרית (הנקרא גם הסרת גופרית), המכונה גם מחליק ממתיק מסננת מולקולרית, הוא מכשיר מפתח בפרויקט טיהור גז טבעי או מיזוג גז טבעי.

מסננת מולקולרית היא גביש אלומינוסיליקט אלקלי מתכתי בעל מבנה שלד ומבנה מיקרו-נקבובי אחיד. זהו סופח בעל ביצועים מצוינים, קיבולת ספיחה גבוהה וסלקטיביות ספיחה. ראשית, ישנם תעלות רבות עם גודל נקבוביות אחיד וחורים מסודרים בקפידה במבנה המסננת המולקולרית, אשר לא רק מספקים שטח פנים גדול מאוד, אלא גם מגבילים את כניסתן של מולקולות גדולות יותר מחורים; שנית, לפני השטח של המסננת המולקולרית יש קוטביות גבוהה בשל מאפייני הסריג היוני, ולכן יש לה קיבולת ספיחה גבוהה למולקולות בלתי רוויות, מולקולות קוטביות ומולקולות ניתנות לקיטוב. מים ומימן גופרתי הם מולקולות קוטביות, וקוטר המולקולות קטן מקוטר הנקבוביות של המסננת המולקולרית. כאשר הגז הגולמי המכיל עקבות מים עובר דרך מצע המסננת המולקולרית בטמפרטורת החדר, עקבות מים ומימן גופרתי נספגים, וכך, תכולת המים והמימן גופרתי בגז ההזנה מצטמצמת, ומטרת ההתייבשות והסילוק של הגופרית מתממשת. תהליך הספיחה של מסננת מולקולרית כולל עיבוי נימי וספיחה פיזיקלית הנגרמת על ידי כוח ואן דר ואלס. על פי משוואת קלווין, עיבוי נימי יורד עם עליית הטמפרטורה, בעוד שספיחה פיזיקלית היא תהליך אקסותרמי, והספיחה שלה יורדת עם עליית הטמפרטורה ועולה עם עליית הלחץ; לכן, תהליך הספיחה של מסננת מולקולרית מתבצע בדרך כלל בטמפרטורה נמוכה ובלחץ גבוה, בעוד שהרגנרציה האנליטית מתבצעת בטמפרטורה גבוהה ובלחץ מופחת. תחת פעולת גז ריגנציה בטמפרטורה גבוהה, נקי ובלחץ נמוך, סופח המסננת המולקולרית משחרר את הסופח במיקרו-נקבובית לתוך זרימת גז הריגנציה עד שכמות הסופח בסופח מגיעה לרמה נמוכה מאוד. יש לו גם את היכולת לספוג מים ומימן גופרתי מגז ההזנה, ובכך לממש את תהליך הריגנציה והמחזור של המסננת.

תהליך טכנולוגי

זרימת התהליך מוצגת בתרשים. היחידה מאמצת תהליך של שלושה מגדלים, מגדל אחד לספיחה, מגדל אחד לרגנרציה ומגדל אחד לקירור. כאשר גז ההזנה נכנס ליחידה, טמפרטורת גז ההזנה מופחתת על ידי יחידת הקירור המקדים, לאחר מכן המים החופשיים מוסרים על ידי מפריד ההתגבשות, ולאחר מכן נכנסים למגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית a-801, a-802 ו-a-803. המים והמימן הגופרתי בגז ההזנה נספחים על ידי המסננת המולקולרית כדי לממש את תהליך ההתייבשות וספיחת המימן הגופרתי. הגז המטוהר להתייבשות והסרת מימן גופרתי נכנס למסנן אבק גז המוצר כדי להסיר את אבק המסננת המולקולרית ומיוצא כגז מוצר.

מסננת מולקולרית זקוקה לרגנרציה לאחר ספיחה של כמות מסוימת של מים ומימן גופרתי. חלק מגז התוצר יוצא מגז התוצר לאחר סינון האבק כגז רגנרציה. לאחר חימום הגז ל-270 מעלות צלזיוס בכבשן החימום, המגדל מחומם בהדרגה ל-270 מעלות צלזיוס מלמעלה למטה דרך מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית לאחר שהשלים את תהליך הספיחה, כך שניתן יהיה לפרק את המים והמימן הגופרתי שנספגים על המסננת המולקולרית ולהפוך לגז רגנרציה עשיר ולהשלים את תהליך הרגנרציה.

גז ההתחדשות העשיר, לאחר שעזב את מגדל ההתחדשות, נכנס למעבה גז ההתחדשות כדי להתקרר לכ-50 ℃, והגז מקורר ומסופק לפינת ההתלקחות.

יש לקרר את מגדל המסננת המולקולרית לאחר הרגנרציה. על מנת להתאושש באופן מלא ולנצל את אנרגיית החום, גז הרגנרציה משמש תחילה כגז ניפוח קר, והמגדל מקורר לכ-50 מעלות צלזיוס מלמעלה למטה דרך מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית לאחר שהשלים את תהליך הרגנרציה. במקביל, הוא מתחמם מראש מעצמו. לאחר שגז הניפוח הקר יוצא ממגדל הקירור, הוא נכנס לכבשן חימום גז הרגנרציה לחימום, ולאחר מכן יוצר מחדש את מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית כגז רגנרציה רזה. המכשיר מתחלף כל 8 שעות.

פרמטר עיצובי