Vandenilio sulfido kuro dujų valymo įrenginys

Įvadas

Tobulėjant mūsų visuomenei, mes pasisakome už švarią energiją, todėl gamtinių dujų, kaip švarios energijos, paklausa taip pat didėja. Tačiau eksploatuojant gamtines dujas, daugelyje dujų gręžinių dažnai yra vandenilio sulfido, kuris sukelia įrangos ir vamzdynų koroziją, teršia aplinką ir kelia pavojų žmonių sveikatai. Tobulėjant mokslui ir technologijoms, plačiai naudojamos gamtinių dujų desulfuravimo technologijos išsprendė šias problemas, tačiau tuo pačiu metu atitinkamai padidėjo gamtinių dujų valymo ir apdorojimo išlaidos.

Principas

Molekulinio sieto desulfuravimo (dar vadinamo desulfuravimo) slydimo sistema, dar vadinama molekulinio sieto saldinimo slydimo sistema, yra pagrindinis gamtinių dujų valymo arba gamtinių dujų kondicionavimo projekto įtaisas.

Molekulinis sietas yra šarminio metalo aliumosilikato kristalas su skeleto struktūra ir vienoda mikroporine struktūra. Tai adsorbentas, pasižymintis puikiomis savybėmis, dideliu adsorbcijos pajėgumu ir adsorbcijos selektyvumu. Pirma, molekulinio sieto struktūroje yra daug vienodo dydžio porų kanalų ir tvarkingai išdėstytų skylučių, kurios ne tik suteikia labai didelį paviršiaus plotą, bet ir riboja didesnių už skylutes molekulių patekimą; antra, molekulinio sieto paviršius yra labai poliškas dėl joninės gardelės savybių, todėl jis turi didelį adsorbcijos pajėgumą nesočioms molekulėms, poliarinėms molekulėms ir poliarizuojamoms molekulėms. Vanduo ir vandenilio sulfidas yra polinės molekulės, o molekulės skersmuo yra mažesnis už molekulinio sieto porų skersmenį. Kai neapdorotos dujos, kuriose yra vandens pėdsakų, praeina per molekulinio sieto sluoksnį kambario temperatūroje, vandens pėdsakai ir vandenilio sulfidas yra absorbuojami. Taigi, vandens ir vandenilio sulfido kiekis tiekiamose dujose sumažėja, o dehidratacijos ir desulfuracijos tikslas pasiekiamas. Molekulinio sieto adsorbcijos procesas apima kapiliarinę kondensaciją ir fizinę adsorbciją, kurią sukelia van der Valso jėga. Pagal Kelvino lygtį, kapiliarinė kondensacija mažėja didėjant temperatūrai, o fizinė adsorbcija yra egzoterminis procesas, ir jos adsorbcija mažėja didėjant temperatūrai ir didėja didėjant slėgiui; todėl molekulinio sieto adsorbcijos procesas paprastai atliekamas žemoje temperatūroje ir aukštame slėgyje, o analitinė regeneracija atliekama aukštoje temperatūroje ir sumažintame slėgyje. Veikiant aukštos temperatūros, švarioms ir žemo slėgio regeneracijos dujoms, molekulinio sieto adsorbentas išskiria mikroporose esantį adsorbatą į regeneracijos dujų srautą, kol adsorbato kiekis adsorbente pasiekia labai žemą lygį. Jis taip pat gali adsorbuoti vandenį ir vandenilio sulfidą iš tiekiamų dujų, įgyvendindamas sieto regeneracijos ir perdirbimo procesą.

Technologinis procesas

Proceso eiga parodyta diagramoje. Įrenginyje naudojami trys bokštai: vienas adsorbcijos bokštas, vienas regeneracijos bokštas ir vienas aušinimo bokštas. Kai į įrenginį patenka tiekiamos dujos, išankstinio aušinimo įrenginys sumažina jų temperatūrą, tada laisvas vanduo pašalinamas koalescenciniu separatoriumi, o tada jos patenka į molekulinio sieto desulfuravimo bokštus A-801, A-802 ir A-803. Tiekiamose dujose esantis vanduo ir vandenilio sulfidas adsorbuojami molekulinio sieto, kad būtų galima atlikti dehidratacijos ir vandenilio sulfido adsorbcijos procesą. Išgrynintos dujos, skirtos dehidratacijai ir vandenilio sulfido šalinimui, patenka į produkto dujų dulkių filtrą, kad būtų pašalintos molekulinio sieto dulkės, ir yra eksportuojamos kaip produkto dujos.

Molekulinį sietą reikia regeneruoti, adsorbavus tam tikrą kiekį vandens ir vandenilio sulfido. Dalis produkto dujų po dulkių filtravimo iš produkto dujų išvedama kaip regeneravimo dujos. Kai dujos kaitinamos iki 270 ℃ kaitinimo krosnyje, bokštas palaipsniui kaitinamas iki 270 ℃ iš viršaus į apačią per molekulinio sieto desulfuravimo bokštą, kuriame baigtas adsorbcijos procesas, kad ant molekulinio sieto adsorbuotas vanduo ir vandenilio sulfidas galėtų būti atskirti ir tapti sodriomis regeneravimo dujomis, užbaigiant regeneravimo procesą.

Iš regeneracijos bokšto išėjusios sodrios regeneracijos dujos patenka į regeneracijos dujų kondensatorių, kur atvėsinamos iki maždaug 50 ℃, o tada dujos atvėsinamos ir tiekiamos į fakelo kolektorių.

Po regeneracijos molekulinio sieto bokštą reikia atvėsinti. Norint visiškai atgauti ir panaudoti šilumos energiją, regeneracijos dujos pirmiausia naudojamos kaip šalto pūtimo dujos, o bokštas aušinamas iki maždaug 50 ℃ per regeneracijos procesą užbaigusį molekulinio sieto desulfuravimo bokštą iš viršaus į apačią. Tuo pačiu metu jis pats pašildomas. Iš aušinimo bokšto išėjusios šalto pūtimo dujos patenka į regeneracijos dujų šildymo krosnį šildymui, o tada regeneruoja molekulinio sieto desulfuravimo bokštą kaip liesas regeneravimo dujas. Įrenginys persijungia kas 8 valandas.

Projektavimo parametras