Jednotka na čistenie sírovodíkového palivového plynu

Úvod

S rozvojom našej spoločnosti sa zasadzujeme za čistú energiu, takže rastie aj dopyt po zemnom plyne ako čistej energii. Avšak pri ťažbe zemného plynu mnohé plynové vrty často obsahujú sírovodík, ktorý spôsobuje koróziu zariadení a potrubí, znečisťuje životné prostredie a ohrozuje ľudské zdravie. S rozvojom vedy a techniky sa tieto problémy vyriešili vďaka širokému využívaniu technológie odsirenia zemného plynu, ale zároveň sa zodpovedajúcim spôsobom zvýšili náklady na čistenie a úpravu zemného plynu.

Princíp

Molekulárne sitové odsirovacie zariadenie (tiež nazývané odsirovacie zariadenie), tiež nazývané molekulárne sitové odsirovacie zariadenie, je kľúčovým zariadením v projekte čistenia alebo úpravy zemného plynu.

Molekulárne sito je kryštál alkalického kovu z hlinitokremičitanu s kostrovou štruktúrou a jednotnou mikroporéznou štruktúrou. Je to adsorbent s vynikajúcim výkonom, vysokou adsorpčnou kapacitou a adsorpčnou selektivitou. Po prvé, v štruktúre molekulárneho sita je veľa kanálikov s jednotnou veľkosťou pórov a úhľadne usporiadanými otvormi, čo nielenže poskytuje veľmi veľký povrch, ale tiež obmedzuje vstup molekúl väčších ako otvory. Po druhé, povrch molekulárneho sita má vysokú polaritu vďaka vlastnostiam iónovej mriežky, takže má vysokú adsorpčnú kapacitu pre nenasýtené molekuly, polárne molekuly a polarizovateľné molekuly. Voda a sírovodík sú polárne molekuly a ich molekulový priemer je menší ako priemer pórov molekulárneho sita. Keď surový plyn obsahujúci stopy vody prechádza cez lôžko molekulárneho sita pri izbovej teplote, stopy vody a sírovodíka sa absorbujú, čím sa znižuje obsah vody a sírovodíka v privádzanom plyne a dosahuje sa účel dehydratácie a odsirenia. Adsorpčný proces molekulárneho sita zahŕňa kapilárnu kondenzáciu a fyzikálnu adsorpciu spôsobenú van der Waalsovou silou. Podľa Kelvinovej rovnice kapilárna kondenzácia klesá so zvyšujúcou sa teplotou, zatiaľ čo fyzikálna adsorpcia je exotermický proces a jej adsorpcia klesá so zvyšujúcou sa teplotou a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa tlakom. Preto sa adsorpčný proces molekulárneho sita zvyčajne vykonáva pri nízkej teplote a vysokom tlaku, zatiaľ čo analytická regenerácia sa vykonáva pri vysokej teplote a zníženom tlaku. Pod pôsobením regeneračného plynu pri vysokej teplote, čistom a nízkom tlaku uvoľňuje adsorbent molekulárneho sita adsorbát z mikropórov do prúdu regeneračného plynu, kým množstvo adsorbátu v adsorbente nedosiahne veľmi nízku úroveň. Má tiež schopnosť adsorbovať vodu a sírovodík z privádzaného plynu, čím sa realizuje proces regenerácie a recyklácie sita.

Technologický proces

Priebeh procesu je znázornený na diagrame. Jednotka využíva tri veže, jednu vežu na adsorpciu, jednu vežu na regeneráciu a jednu vežu na chladenie. Keď vstupujúci plyn vstúpi do jednotky, teplota vstupného plynu sa zníži pomocou predchladiacej jednotky, potom sa voľná voda odstráni koalescenčným separátorom a potom sa plyn dostane do veže na odsirenie molekulárnym sitom a-801, a-802 a a-803. Voda a sírovodík v vstupnom plyne sú adsorbované molekulárnym sitom, čím sa realizuje proces dehydratácie a adsorpcie sírovodíka. Vyčistený plyn na dehydratáciu a odstránenie sírovodíka vstupuje do prachového filtra produkčného plynu, kde sa odstráni prach z molekulárneho sita, a potom sa vyváža ako produkčný plyn.

Molekulárne sito potrebuje regeneráciu po adsorpcii určitého množstva vody a sírovodíka. Časť produkčného plynu sa po filtrácii prachu odvádza z produkčného plynu ako regeneračný plyn. Po zahriatí plynu na 270 ℃ v ohrievacej peci sa veža postupne zahrieva na 270 ℃ zhora nadol cez odsirovaciu vežu s molekulárnym sitom, ktorá dokončila proces adsorpcie, takže voda a sírovodík adsorbované na molekulárnom site sa môžu rozdeliť na bohatý regeneračný plyn a dokončiť proces regenerácie.

Bohatý regeneračný plyn po opustení regeneračnej veže vstupuje do kondenzátora regeneračného plynu, kde sa ochladí na približne 50 ℃, a plyn sa ochladí a privedie do zberného potrubia.

Molekulárna sitová veža sa po regenerácii musí ochladiť. Aby sa tepelná energia úplne zregenerovala a využila, regeneračný plyn sa najprv použije ako studený vháňací plyn a veža sa po dokončení regeneračného procesu ochladí na približne 50 ℃ zhora nadol cez molekulárnu sitovú odsirovaciu vežu. Zároveň sa predhrieva. Po opustení chladiacej veže studeným vháňacím plynom vstupuje do ohrievacej pece regeneračného plynu na ohrev a následne regeneruje molekulárnu sitovú odsirovaciu vežu ako chudobný regeneračný plyn. Zariadenie sa prepína každých 8 hodín.

Návrhový parameter