תֵאוּר
מגלשת דה-קרבוניזציה (decarbonization) של גז טבעי היא מכשיר מפתח בטיהור או טיפול בגז טבעי. PSA היא טכנולוגיית דה-קרבוניזציה דלת אנרגיה המשיגה ספיחה ודסורפציה של CO2 על ידי שינוי לחץ ההפעלה. טכנולוגיה זו בדרך כלל סופחת ומפרידה CO2 מגז טבעי בלחץ הפעלה של 0.5~1MPa, ולאחר מכן עוברת דסורפציה בוואקום כדי להשלים את תהליך התחדשות החומר הסופח. שיטת PSA שייכת לסוג של ספיחה פיזיקלית, אם כי בהשוואה לספיחה כימית, קיבולת הספיחה שלה מוגבלת והסלקטיביות שלה נמוכה; עם זאת, זרימת תהליך ה-PSA פשוטה, לחומר הסופח חיי שירות ארוכים, קל להתחדשות וצריכת אנרגיה נמוכה. יחד עם זאת, יש לה גם יתרונות כמו אוטומציה גבוהה, יתרונות סביבתיים טובים וגמישות תפעולית גבוהה. במיוחד כאשר מתמודדים עם גז הזנה בלחץ גבוה, בדרך כלל אין צורך להפעיל אותו שוב בלחץ. ניתן להפעיל את שיטת PSA בטמפרטורת החדר ללא צורך בחימום וקירור, וחוסכת פי 1-2 מצריכת האנרגיה בהשוואה לשיטת TSA; יתר על כן, בהשוואה לשיטת TSA המקבילה, שיטת ה-PSA דורשת מינון ספיחה נמוך בהרבה.
תכולת הפחמן הדו-חמצני בתקן איכות הגז הטבעי לא צריכה לעלות על 3%. ופחמן דו-חמצני במים לאחר הפלדה הוא בעל חומר קורוזיבי חזק מאוד. אם ערך ה-pH זהה, יחס החומציות של פחמן דו-חמצני גם גבוה יותר, ולכן דרגת הקורוזיה של פחמן דו-חמצני על פלדה גבוהה יותר.
ספיחה מתנדנדת בלחץ (PSA) היא טכנולוגיה חדשה המשמשת להפרדת תערובת גזים בטכנולוגיית הפרדת ספיחה. בהשוואה לשיטת הספיגה הכימית המסורתית, טכנולוגיית PSA אטרקטיבית כלכלית להסרה והפקה של H2S ו-CO2 מגז טבעי, והיא נמצאת בפיתוח נמרץ.
לטכנולוגיית הפרדת גזים מסוג PSA יתרונות של פעולה פשוטה, אובדן לחץ נמוך, התייבשות תוך הסרת CO2, נקודת טל נמוכה של גז ומים מטוהרים, והמוצרים יכולים לעמוד בדרישות ייצוא הגז. ניתן להשתמש ב-PSA לריכוז CO2 ולהסרת גופרית סלקטיבית בגז טבעי.
תרשים זרימה
ספיחה בוצעה תחת לחץ והדסורפציה בוצעה תחת לחץ מופחת. מכיוון שמחזור הספיחה קצר וחום הספיחה אינו מתפזר בזמן, ניתן להשתמש בו לדסורפציה. לכן, טמפרטורת מצע הספיחה הנגרמת מחום הספיחה וחום הספיחה משתנה מעט, דבר שניתן להתייחס אליו כתהליך איזותרמי. פעולת מצע ספיחה קבוע יחיד, בין אם מדובר בספיחה עם תנודות טמפרטורה או בתנודות לחץ, מכיוון שהחומר הספיחה צריך להתחדש, הספיחה היא לסירוגין. בתעשייה, משתמשים בשני מצע ספיחה או יותר, כך שהספיחה והרגנרציה של מצע הספיחה מתבצעות לסירוגין (או במחזור תורני), כדי להבטיח את המשכיות תהליך הספיחה כולו.
תכונות פונקציונליות
יעילות מחלקת הפחמן של ספיחה בלחץ מתנדנד היא 90%. ניתן להפריד CO2 על ידי שינוי לחץ וספיחה פיזיקלית, ללא תגובה כימית. בנוסף להסרת CO2, טכנולוגיית PSA נמצאת בשימוש נרחב בהפקה וטיהור של H2, CH4, CO, CO2 וגזים אחרים.
