Установка очистки сероводородного топливного газа

Введение

С развитием нашего общества мы выступаем за чистую энергию, поэтому спрос на природный газ как на экологически чистый источник энергии также растет. Однако в процессе добычи природного газа во многих газовых скважинах часто обнаруживается сероводород, который вызывает коррозию оборудования и трубопроводов, загрязняет окружающую среду и представляет опасность для здоровья человека. С развитием науки и техники широкое применение технологии десульфуризации природного газа решило эти проблемы, но в то же время стоимость очистки и обработки природного газа соответственно возросла.

Принцип

Установка для обессеривания с использованием молекулярных сит (также называемая установкой для удаления серы с помощью молекулярных сит) является ключевым устройством в проектах по очистке или подготовке природного газа.

Молекулярное сито представляет собой кристалл алюмосиликата щелочного металла со скелетной структурой и однородной микропористой структурой. Это адсорбент с превосходными характеристиками, высокой адсорбционной способностью и селективностью адсорбции. Во-первых, в структуре молекулярного сита имеется множество каналов с одинаковым размером пор и аккуратно расположенными отверстиями, что не только обеспечивает очень большую площадь поверхности, но и ограничивает проникновение молекул большего размера, чем отверстия; во-вторых, поверхность молекулярного сита обладает высокой полярностью благодаря характеристикам ионной решетки, поэтому она обладает высокой адсорбционной способностью для ненасыщенных, полярных и поляризуемых молекул. Вода и сероводород являются полярными молекулами, и диаметр молекул меньше диаметра пор молекулярного сита. Когда исходный газ, содержащий следы воды, проходит через слой молекулярного сита при комнатной температуре, происходит абсорбция следов воды и сероводорода, таким образом, снижается содержание воды и сероводорода в подаваемом газе, и достигается цель обезвоживания и десульфуризации. Процесс адсорбции молекулярного сита включает капиллярную конденсацию и физическую адсорбцию, обусловленную силами Ван дер Ваальса. Согласно уравнению Кельвина, капиллярная конденсация уменьшается с повышением температуры, в то время как физическая адсорбция является экзотермическим процессом, и ее адсорбция уменьшается с повышением температуры и увеличивается с повышением давления. Поэтому процесс адсорбции молекулярного сита обычно проводится при низкой температуре и высоком давлении, а аналитическая регенерация — при высокой температуре и пониженном давлении. Под действием высокотемпературного, чистого и низкодавленного регенерационного газа адсорбент молекулярного сита высвобождает адсорбат из микропор в поток регенерационного газа до тех пор, пока количество адсорбата в адсорбенте не достигнет очень низкого уровня. Он также обладает способностью адсорбировать воду и сероводород из подаваемого газа, реализуя процесс регенерации и повторного использования сита.

Технологический процесс

Технологический процесс показан на схеме. Установка использует трехбашенный процесс: одну башню для адсорбции, одну башню для регенерации и одну башню для охлаждения. Когда подаваемый газ поступает в установку, его температура снижается с помощью блока предварительного охлаждения, затем свободная вода удаляется коалесцентным сепаратором, после чего газ поступает в башни десульфуризации с молекулярными ситами a-801, a-802 и a-803. Вода и сероводород в подаваемом газе адсорбируются молекулярными ситами для осуществления процессов дегидратации и адсорбции сероводорода. Очищенный газ после дегидратации и удаления сероводорода поступает в пылевой фильтр для продуктового газа, где удаляется пыль с молекулярных сит, и выводится в виде продуктового газа.

Молекулярное сито нуждается в регенерации после адсорбции определенного количества воды и сероводорода. Часть продуктового газа после фильтрации пыли отводится в качестве регенерационного газа. После нагрева газа до 270 ℃ в нагревательной печи, колонна постепенно нагревается до 270 ℃ сверху вниз через колонну десульфуризации молекулярного сита, в которой завершился процесс адсорбции, так что вода и сероводород, адсорбированные на молекулярном сите, могут быть растворены, образуя обогащенный регенерационный газ, и процесс регенерации завершается.

Обогащенный регенерационный газ после выхода из регенерационной башни поступает в конденсатор регенерационного газа для охлаждения примерно до 50 ℃, после чего охлаждается и подается в коллектор факельной установки.

После регенерации башню с молекулярными ситами необходимо охладить. Для полного извлечения и использования тепловой энергии регенерационный газ сначала используется в качестве холодного продувочного газа, а затем башня охлаждается сверху вниз примерно до 50 ℃ через башню десульфуризации молекулярных сит, в которой завершился процесс регенерации. Одновременно происходит предварительный нагрев. После выхода холодного продувочного газа из градирни он поступает в печь для нагрева регенерационного газа, а затем регенерируется в башне десульфуризации молекулярных сит в качестве обедненного регенерационного газа. Переключение устройства происходит каждые 8 ​​часов.

Параметры проектирования