Opis
Platforma do dekarbonizacji gazu ziemnego (PSA) jest kluczowym urządzeniem w oczyszczaniu lub obróbce gazu ziemnego. PSA to niskoenergetyczna technologia dekarbonizacji, która umożliwia adsorpcję i desorpcję CO2 poprzez zmianę ciśnienia roboczego. Technologia ta zazwyczaj adsorbuje i oddziela CO2 od gazu ziemnego przy ciśnieniu roboczym 0,5–1 MPa, a następnie poddaje się desorpcji próżniowej w celu dokończenia regeneracji adsorbentu. Metoda PSA należy do adsorpcji fizycznej, chociaż w porównaniu z adsorpcją chemiczną jej zdolność adsorpcyjna jest ograniczona, a selektywność niska. Proces PSA jest jednak prosty, adsorbent charakteryzuje się długą żywotnością, łatwością regeneracji i niskim zużyciem energii. Jednocześnie ma ona takie zalety, jak wysoki poziom automatyzacji, korzystny wpływ na środowisko i wysoka elastyczność operacyjna. Zwłaszcza w przypadku gazu zasilającego pod wysokim ciśnieniem, zazwyczaj nie ma potrzeby jego ponownego sprężania. Metodę PSA można stosować w temperaturze pokojowej bez konieczności ogrzewania i chłodzenia, co pozwala zaoszczędzić 1–2 razy więcej energii w porównaniu z metodą TSA. Ponadto w porównaniu z równoważną metodą TSA, metoda PSA wymaga znacznie mniejszej dawki adsorpcji.
Zawartość dwutlenku węgla w gazie ziemnym o standardowej jakości nie powinna przekraczać 3%. Dwutlenek węgla w wodzie po obróbce stali ma bardzo silne właściwości korozyjne. Przy takim samym pH, kwasowość dwutlenku węgla jest również wyższa, a zatem stopień korozji stali przez dwutlenek węgla jest również wyższy.
Adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA) to nowa technologia stosowana do rozdzielania mieszanin gazowych w technologii separacji adsorpcyjnej. W porównaniu z tradycyjną metodą absorpcji chemicznej, technologia PSA jest atrakcyjna ekonomicznie pod względem usuwania i odzysku H₂S i CO₂ z gazu ziemnego i jest intensywnie rozwijana.
Technologia separacji gazu PSA charakteryzuje się prostotą obsługi, niskimi stratami ciśnienia, odwodnieniem podczas usuwania CO2, niską temperaturą rosy oczyszczonego gazu i wody, a produkty spełniają wymagania dotyczące eksportu gazu. Technologia PSA może być stosowana do zagęszczania CO2 i selektywnego odsiarczania gazu ziemnego.
Schemat blokowy
Adsorpcję prowadzono pod ciśnieniem, a desorpcję pod ciśnieniem obniżonym. Ponieważ cykl adsorpcji jest krótki, a ciepło adsorpcji nie może być rozproszone w czasie, można je wykorzystać do desorpcji. W związku z tym temperatura złoża adsorpcyjnego, spowodowana ciepłem adsorpcji i ciepłem desorpcji, ulega niewielkim zmianom, co można uznać za proces izotermiczny. W przypadku pracy z pojedynczym, stałym złożem adsorpcyjnym, niezależnie od tego, czy jest to adsorpcja zmiennotemperaturowa, czy zmiennociśnieniowa, adsorpcja jest przerywana, ponieważ adsorbent wymaga regeneracji. W przemyśle stosuje się dwa lub więcej złóż adsorpcyjnych, dzięki czemu adsorpcja i regeneracja złoża adsorpcyjnego są przeprowadzane naprzemiennie (lub w cyklu turowym), aby zapewnić ciągłość całego procesu adsorpcji.
Cechy funkcjonalne
Wydajność systemu dekarbonizacji metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej wynosi 90%. CO2 można wydzielić poprzez zmianę ciśnienia i adsorpcję fizyczną, bez reakcji chemicznej. Oprócz usuwania CO2, technologia PSA jest szeroko stosowana w odzyskiwaniu i oczyszczaniu H2, CH4, CO, CO2 i innych gazów.
