Tanım
Doğal gaz dekarbürizasyon (karbondan arındırma) ünitesi, doğal gaz saflaştırma veya arıtma işlemlerinde önemli bir cihazdır. PSA, çalışma basıncını değiştirerek CO2 adsorpsiyonu ve desorpsiyonunu sağlayan düşük enerjili bir dekarbonizasyon teknolojisidir. Bu teknoloji genellikle 0,5~1 MPa çalışma basıncında doğal gazdan CO2'yi adsorbe eder ve ayırır, ardından adsorbanın rejenerasyonunu tamamlamak için vakum desorpsiyonuna tabi tutulur. PSA yöntemi fiziksel adsorpsiyona aittir, kimyasal adsorpsiyona kıyasla adsorpsiyon kapasitesi sınırlı ve seçiciliği düşüktür; ancak PSA proses akışı basittir, adsorbanın kullanım ömrü uzundur, rejenerasyonu kolaydır ve düşük enerji tüketimine sahiptir. Aynı zamanda yüksek otomasyon, iyi çevresel faydalar ve yüksek operasyonel esneklik gibi avantajlara da sahiptir. Özellikle yüksek basınçlı besleme gazıyla çalışırken, genellikle tekrar basınçlandırmaya gerek yoktur. PSA yöntemi, ısıtma ve soğutmaya gerek kalmadan oda sıcaklığında çalıştırılabilir ve TSA yöntemine kıyasla 1-2 kat enerji tasarrufu sağlar. Dahası, eşdeğer TSA yöntemine kıyasla, PSA yöntemi çok daha az adsorpsiyon dozuna ihtiyaç duyar.
Doğal gaz kalite standardında karbondioksit içeriği %3'ten fazla olmamalıdır. Çelikten sonra suda bulunan karbondioksit ise çok güçlü bir aşındırıcıdır. pH değeri aynı olsa bile, karbondioksitin asitlik oranı daha yüksek olduğundan, karbondioksitin çelik üzerindeki aşındırıcı etkisi de daha yüksektir.
Basınç salınımlı adsorpsiyon (PSA), adsorpsiyon ayırma teknolojisinde gaz karışımlarını ayırmak için kullanılan yeni bir teknolojidir. Geleneksel kimyasal adsorpsiyon yöntemiyle karşılaştırıldığında, PSA teknolojisi doğal gazdan H2S ve CO2'nin uzaklaştırılması ve geri kazanılması için ekonomik açıdan caziptir ve hızla geliştirilmektedir.
PSA gaz ayırma teknolojisi, basit çalışma, düşük basınç kaybı, CO2 uzaklaştırılırken susuzlaştırma, arıtılmış gaz ve suyun düşük çiğlenme noktası gibi avantajlara sahiptir ve ürünler gaz ihracat gereksinimlerini karşılayabilir. PSA, doğal gazda CO2 konsantrasyonu ve seçici kükürt giderme için kullanılabilir.
Akış şeması
Adsorpsiyon basınç altında, desorpsiyon ise düşük basınç altında gerçekleştirilir. Adsorpsiyon döngüsü kısa olduğundan ve adsorpsiyon ısısı zamanında dağılamadığı için desorpsiyon için kullanılabilir. Bu nedenle, adsorpsiyon ve desorpsiyon ısılarından kaynaklanan adsorpsiyon yatağının sıcaklığında çok az değişiklik olur ve bu da izotermal bir işlem olarak kabul edilebilir. Tek sabit adsorpsiyon yatağı işletiminde, ister sıcaklık salınımlı adsorpsiyon ister basınç salınımlı adsorpsiyon olsun, adsorbanın rejenerasyonu gerektiğinden adsorpsiyon kesintilidir. Endüstride, adsorpsiyon ve rejenerasyonun dönüşümlü olarak (veya sırayla) gerçekleştirilmesi için iki veya daha fazla adsorpsiyon yatağı kullanılır ve böylece tüm adsorpsiyon sürecinin sürekliliği sağlanır.
İşlevsel özellikler
Basınç salınımlı adsorpsiyonlu karbon giderme ünitesinin verimliliği %90'dır. CO2, kimyasal reaksiyon olmaksızın, basınç değişimi ve fiziksel adsorpsiyon yoluyla ayrılabilir. PSA teknolojisi, CO2 gidermenin yanı sıra H2, CH4, CO, CO2 ve diğer gazların geri kazanımı ve saflaştırılmasında da yaygın olarak kullanılmaktadır.
