Описание
Установка для обезуглероживания (декарбонизации) природного газа является ключевым устройством в процессе очистки или обработки природного газа. Метод PSA (Physical Adsorption System) — это низкоэнергетическая технология декарбонизации, которая обеспечивает адсорбцию и десорбцию CO2 путем изменения рабочего давления. Эта технология обычно адсорбирует и отделяет CO2 от природного газа при рабочем давлении 0,5–1 МПа, а затем подвергается вакуумной десорбции для регенерации адсорбента. Метод PSA относится к физической адсорбции, хотя по сравнению с химической адсорбцией его адсорбционная способность ограничена, а селективность низка; однако технологический процесс PSA прост, адсорбент имеет длительный срок службы, легко регенерируется и потребляет мало энергии. В то же время он обладает такими преимуществами, как высокая степень автоматизации, хорошие экологические показатели и высокая эксплуатационная гибкость. Особенно при работе с газом под высоким давлением, обычно нет необходимости в повторном повышении давления. Метод PSA может работать при комнатной температуре без необходимости нагрева и охлаждения, что позволяет сэкономить в 1–2 раза больше энергии по сравнению с методом TSA. Кроме того, по сравнению с аналогичным методом TSA, метод PSA требует значительно меньшей дозы адсорбции.
Содержание диоксида углерода в природном газе не должно превышать 3%. Кроме того, диоксид углерода в воде после обработки стали обладает очень сильными коррозионными свойствами. При одинаковом значении pH кислотность диоксида углерода также выше, следовательно, степень коррозии стали под воздействием диоксида углерода также выше.
Адсорбция с изменением давления (PSA) — это новая технология, используемая для разделения газовых смесей в адсорбционной технологии. По сравнению с традиционным методом химической абсорбции, технология PSA экономически привлекательна для удаления и извлечения H2S и CO2 из природного газа и активно развивается.
Технология газоразделения PSA обладает преимуществами простоты эксплуатации, низких потерь давления, обезвоживания при удалении CO2, низкой точки росы очищенного газа и воды, а также соответствует требованиям экспорта газа. PSA может использоваться для концентрирования CO2 и селективной десульфуризации природного газа.
Блок-схема
Адсорбция проводилась под давлением, а десорбция — при пониженном давлении. Поскольку цикл адсорбции короткий, а теплота адсорбции не рассеивается вовремя, его можно использовать для десорбции. Следовательно, температура адсорбционного слоя, обусловленная теплотой адсорбции и десорбции, изменяется незначительно, что можно рассматривать как изотермический процесс. При работе с одним неподвижным адсорбционным слоем, будь то адсорбция с изменением температуры или адсорбция с изменением давления, поскольку адсорбент нуждается в регенерации, адсорбция является прерывистой. В промышленности используются два или более адсорбционных слоя, так что адсорбция и регенерация адсорбционного слоя осуществляются попеременно (или в циклическом режиме), чтобы обеспечить непрерывность всего процесса адсорбции.
Функциональные особенности
Эффективность установки для декарбонизации методом адсорбции с изменением давления составляет 90%. CO2 может быть отделен путем изменения давления и физической адсорбции без химической реакции. Помимо удаления CO2, технология PSA широко используется для регенерации и очистки H2, CH4, CO, CO2 и других газов.
