황화수소 연료가스 정화 장치

소개

사회 발전과 함께 청정에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 청정에너지인 천연가스에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 그러나 천연가스 시추 과정에서 많은 가스정에는 황화수소가 함유되어 있어 장비와 파이프라인의 부식을 유발하고 환경을 오염시키며 인체 건강을 위협합니다. 과학 기술의 발전으로 천연가스 탈황 기술이 널리 보급되면서 이러한 문제들은 해결되었지만, 동시에 천연가스 정제 및 처리 비용 또한 증가했습니다.

원칙

분자체 탈황(탈황) 스키드 또는 분자체 스위팅 스키드라고도 하는 이 장치는 천연가스 정화 또는 천연가스 조절 프로젝트에서 핵심적인 장치입니다.

분자체는 골격 구조와 균일한 미세 기공 구조를 가진 알칼리 금속 알루미노실리케이트 결정입니다. 이는 우수한 성능, 높은 흡착 용량 및 흡착 선택성을 지닌 흡착제입니다. 첫째, 분자체 구조에는 균일한 기공 크기와 규칙적으로 배열된 구멍이 많아 매우 넓은 표면적을 제공할 뿐만 아니라 구멍보다 큰 분자의 침투를 제한합니다. 둘째, 분자체 표면은 이온 격자의 특성으로 인해 높은 극성을 가지므로 불포화 분자, 극성 분자 및 분극성 분자에 대한 흡착 능력이 뛰어납니다. 물과 황화수소는 극성 분자이며 분자 직경이 분자체의 기공 직경보다 작습니다. 미량의 수분을 함유한 원료 가스가 상온에서 분자체 층을 통과할 때 미량의 수분과 황화수소가 흡착되어 공급 가스 내 수분 및 황화수소 함량이 감소하고 탈수 및 탈황 효과가 나타납니다. 분자체의 흡착 과정은 모세관 응축과 반데르발스 힘에 의한 물리적 흡착을 포함합니다. 켈빈 방정식에 따르면 모세관 응축은 온도가 증가함에 따라 감소하는 반면, 물리적 흡착은 발열 과정이며, 흡착량은 온도가 증가함에 따라 감소하고 압력이 증가함에 따라 증가합니다. 따라서 분자체의 흡착 과정은 일반적으로 저온 고압에서 수행되며, 분석적 재생은 고온 저압에서 수행됩니다. 고온, 청정, 저압의 재생 가스 작용 하에서 분자체 흡착제는 미세 기공 내의 흡착물을 재생 가스 흐름으로 방출하여 흡착제 내 흡착물 양이 매우 낮은 수준에 도달할 때까지 이 과정을 반복합니다. 또한, 공급 가스에서 수분과 황화수소를 흡착하는 능력도 있어 분자체의 재생 및 재활용 과정을 실현할 수 있습니다.

기술적 프로세스

공정 흐름도는 그림에 나타나 있습니다. 본 장치는 흡착탑 1개, 재생탑 1개, 냉각탑 1개로 구성된 3개의 탑 공정을 채택하고 있습니다. 공급 가스가 장치에 유입되면 예냉 장치를 통해 온도를 낮추고, 응집 분리기를 통해 자유수를 제거한 후 분자체 탈황탑(a-801, a-802, a-803)으로 들어갑니다. 공급 가스 중의 수분과 황화수소는 분자체에 흡착되어 탈수 및 황화수소 흡착 공정을 거칩니다. 탈수 및 황화수소 제거 후 정화된 가스는 분자체 분진을 제거하기 위해 생산 가스 집진기로 들어가 생산 가스로 배출됩니다.

분자체는 일정량의 수분과 황화수소를 흡착한 후 재생이 필요합니다. 생성된 가스 중 일부는 분진 여과 후 재생 가스로 배출됩니다. 가스를 가열로에서 270℃까지 가열한 후, 흡착 공정이 완료된 분자체 탈황탑을 통해 탑을 위에서 아래로 서서히 270℃까지 가열합니다. 이렇게 하면 분자체에 흡착된 수분과 황화수소가 분해되어 풍부한 재생 가스가 생성되고 재생 공정이 완료됩니다.

재생탑을 나온 고농도 재생 가스는 재생 가스 응축기로 들어가 약 50℃까지 냉각된 후, 냉각된 가스가 플레어 헤더로 공급됩니다.

분자체 탈황탑은 재생 후 냉각이 필요합니다. 열에너지를 최대한 회수 및 활용하기 위해, 재생 가스를 먼저 냉풍 가스로 사용하여 재생 공정을 완료한 분자체 탈황탑을 위에서 아래로 약 50℃까지 냉각합니다. 동시에 탑 자체도 예열됩니다. 냉풍 가스는 냉각탑을 빠져나와 재생 가스 가열로로 들어가 가열된 후, 희박 재생 가스로 분자체 탈황탑을 재생합니다. 이 장치는 8시간마다 가동됩니다.

설계 매개변수