Sērūdeņraža degvielas gāzes attīrīšanas iekārta

Ievads

Attīstoties mūsu sabiedrībai, mēs atbalstām tīru enerģiju, tāpēc pieaug arī pieprasījums pēc dabasgāzes kā tīras enerģijas. Tomēr dabasgāzes ieguves procesā daudzās gāzes akās bieži ir sērūdeņradis, kas izraisa iekārtu un cauruļvadu koroziju, piesārņo vidi un apdraud cilvēku veselību. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, plaša dabasgāzes desulfurizācijas tehnoloģijas izmantošana ir atrisinājusi šīs problēmas, taču vienlaikus ir attiecīgi palielinājušās dabasgāzes attīrīšanas un apstrādes izmaksas.

Princips

Molekulārā sieta desulfurizācijas (saukta arī par desulfurizācijas) slīdni, ko sauc arī par molekulārā sieta saldināšanas slīdni, ir galvenā ierīce dabasgāzes attīrīšanas vai dabasgāzes kondicionēšanas projektā.

Molekulārais siets ir sārmu metāla aluminosilikāta kristāls ar skeleta struktūru un vienmērīgu mikroporainu struktūru. Tas ir adsorbents ar izcilu veiktspēju, augstu adsorbcijas spēju un adsorbcijas selektivitāti. Pirmkārt, molekulārā sieta struktūrā ir daudz kanālu ar vienādu poru izmēru un kārtīgi izvietotiem caurumiem, kas ne tikai nodrošina ļoti lielu virsmas laukumu, bet arī ierobežo molekulu, kas ir lielākas par caurumiem, iekļūšanu; otrkārt, molekulārā sieta virsmai ir augsta polaritāte jonu režģa īpašību dēļ, tāpēc tai ir augsta adsorbcijas spēja nepiesātinātām molekulām, polārām molekulām un polarizējamām molekulām. Ūdens un sērūdeņradis ir polāras molekulas, un molekulu diametrs ir mazāks par molekulārā sieta poru diametru. Kad neapstrādāta gāze, kas satur ūdens pēdas, iziet cauri molekulārā sieta slānim istabas temperatūrā, ūdens pēdas un sērūdeņradis tiek absorbēti. Tādējādi ūdens un sērūdeņraža saturs padeves gāzē samazinās, un tiek sasniegts dehidratācijas un desulfurizācijas mērķis. Molekulārā sieta adsorbcijas process ietver kapilāro kondensāciju un fizikālo adsorbciju, ko izraisa van der Valsa spēks. Saskaņā ar Kelvina vienādojumu kapilārā kondensācija samazinās, palielinoties temperatūrai, savukārt fizikālā adsorbcija ir eksotermisks process, un tās adsorbcija samazinās, palielinoties temperatūrai, un palielinās, palielinoties spiedienam. Tāpēc molekulārā sieta adsorbcijas process parasti tiek veikts zemā temperatūrā un augstā spiedienā, savukārt analītiskā reģenerācija tiek veikta augstā temperatūrā un samazinātā spiedienā. Augstas temperatūras, tīras un zema spiediena reģenerācijas gāzes iedarbībā molekulārā sieta adsorbents atbrīvo adsorbātu no mikroporām reģenerācijas gāzes plūsmā, līdz adsorbāta daudzums adsorbentā sasniedz ļoti zemu līmeni. Tam ir arī spēja adsorbēt ūdeni un sērūdeņradi no padeves gāzes, realizējot sieta reģenerācijas un pārstrādes procesu.

Tehnoloģiskais process

Procesa plūsma ir parādīta diagrammā. Iekārta izmanto trīs torņu procesus: vienu adsorbcijas torni, vienu reģenerācijas torni un vienu dzesēšanas torni. Kad padeves gāze nonāk iekārtā, padeves gāzes temperatūru samazina priekšdzesēšanas iekārta, pēc tam brīvo ūdeni noņem ar koalescences separatoru, un pēc tam tas nonāk molekulārā sieta desulfurizācijas torņos A-801, A-802 un A-803. Ūdens un sērūdeņradis padeves gāzē tiek adsorbēti molekulārajā sietā, lai realizētu dehidratācijas un sērūdeņraža adsorbcijas procesu. Attīrītā gāze dehidratācijai un sērūdeņraža atdalīšanai nonāk produkta gāzes putekļu filtrā, lai noņemtu molekulārā sieta putekļus, un tiek eksportēta kā produkta gāze.

Molekulārajam sietam ir nepieciešama reģenerācija pēc noteikta ūdens un sērūdeņraža adsorbcijas. Daļa produkta gāzes pēc putekļu filtrācijas tiek izvadīta no produkta gāzes kā reģenerācijas gāze. Pēc gāzes uzsildīšanas krāsnī līdz 270 ℃, torni pakāpeniski uzsilda līdz 270 ℃ no augšas uz leju caur molekulārā sieta desulfurizācijas torni, kas ir pabeidzis adsorbcijas procesu, lai uz molekulārā sieta adsorbēto ūdeni un sērūdeņradi varētu atdalīt, veidojot bagātīgu reģenerācijas gāzi un pabeidzot reģenerācijas procesu.

Pēc reģenerācijas torņa atstāšanas bagātīgā reģenerācijas gāze nonāk reģenerācijas gāzes kondensatorā, kur to atdzesē līdz aptuveni 50 ℃, un gāze tiek atdzesēta un piegādāta uzliesmojuma kolektoru.

Molekulārā sieta tornis pēc reģenerācijas ir jāatdzesē. Lai pilnībā atgūtu un izmantotu siltumenerģiju, reģenerācijas gāze vispirms tiek izmantota kā aukstās pūšanas gāze, un tornis tiek atdzesēts līdz aptuveni 50 ℃ no augšas uz leju caur molekulārā sieta desulfurizācijas torni, kas ir pabeidzis reģenerācijas procesu. Vienlaikus tas pats tiek iepriekš uzsildīts. Pēc tam, kad aukstās pūšanas gāze iziet no dzesēšanas torņa, tā nonāk reģenerācijas gāzes sildīšanas krāsnī sildīšanai un pēc tam reģenerē molekulārā sieta desulfurizācijas torni kā liesu reģenerācijas gāzi. Ierīce ieslēdzas ik pēc 8 stundām.

Dizaina parametrs