Opis
Dekarbonizacijska naprava za zemeljski plin je ključna naprava pri čiščenju ali obdelavi zemeljskega plina. PSA je nizkoenergijska tehnologija dekarbonizacije, ki doseže adsorpcijo in desorpcijo CO2 s spreminjanjem delovnega tlaka. Ta tehnologija običajno adsorbira in ločuje CO2 iz zemeljskega plina pri delovnem tlaku 0,5~1 MPa, nato pa se adsorbira z vakuumsko desorpcijo, da se dokonča regeneracija adsorbenta. Metoda PSA spada med fizikalne adsorpcije, čeprav je v primerjavi s kemično adsorpcijo njena adsorpcijska zmogljivost omejena in selektivnost nizka. Vendar pa je postopek PSA preprost, adsorbent ima dolgo življenjsko dobo, ga je enostavno regenerirati in ima nizko porabo energije. Hkrati ima tudi prednosti, kot so visoka avtomatizacija, dobre okoljske koristi in visoka operativna prilagodljivost. Zlasti pri delu z visokotlačnim dovodnim plinom običajno ni treba ponovno tlačiti. Metoda PSA se lahko uporablja pri sobni temperaturi brez potrebe po ogrevanju in hlajenju, kar prihrani 1-2-krat več energije v primerjavi z metodo TSA. Poleg tega metoda PSA v primerjavi z enakovredno metodo TSA zahteva veliko manjši adsorpcijski odmerek.
Vsebnost ogljikovega dioksida v standardu kakovosti zemeljskega plina ne sme presegati 3 %. Ogljikov dioksid v vodi po obdelavi jekla pa ima zelo močno korozivno delovanje. Če je pH vrednost enaka, je kislo razmerje ogljikovega dioksida višje, zato je stopnja korozije jekla z ogljikovim dioksidom višja.
Adsorpcija z nihanjem tlaka (PSA) je nova tehnologija, ki se uporablja za ločevanje plinskih mešanic v tehnologiji adsorpcijskega ločevanja. V primerjavi s tradicionalno metodo kemične absorpcije je tehnologija PSA ekonomsko privlačna za odstranjevanje in pridobivanje H2S in CO2 iz zemeljskega plina in se intenzivno razvija.
Tehnologija ločevanja plinov PSA ima prednosti enostavnega delovanja, nizke izgube tlaka, dehidracije ob odstranjevanju CO2, nizkega rosišča prečiščenega plina in vode, izdelki pa lahko izpolnjujejo zahteve izvoza plina. PSA se lahko uporablja za koncentracijo CO2 in selektivno razžveplanje zemeljskega plina.
Diagram poteka
Adsorpcija je bila izvedena pod tlakom, desorpcija pa pod znižanim tlakom. Ker je adsorpcijski cikel kratek in se adsorpcijska toplota ne more pravočasno oddati, jo je mogoče uporabiti za desorpcijo. Zato se temperatura adsorpcijske plasti zaradi adsorpcijske in desorpcijske toplote le malo spreminja, kar lahko štejemo za izotermičen proces. Pri delovanju z eno fiksno adsorpcijsko plastjo, ne glede na to, ali gre za adsorpcijo z nihanjem temperature ali tlaka, je adsorpcija zaradi potrebe po regeneraciji adsorbenta občasna. V industriji se uporabljata dve ali več adsorpcijskih plasti, tako da se adsorpcija in regeneracija adsorpcijske plasti izvajata izmenično (ali v izmeničnem ciklu), da se zagotovi neprekinjenost celotnega adsorpcijskega procesa.
Funkcionalne lastnosti
Učinkovitost dekarbonizacijskega skida z nihajočim tlakom adsorpcije je 90 %. CO2 je mogoče ločiti s spremembo tlaka in fizikalno adsorpcijo, brez kemične reakcije. Poleg odstranjevanja CO2 se tehnologija PSA pogosto uporablja pri pridobivanju in čiščenju H2, CH4, CO, CO2 in drugih plinov.
