Sự miêu tả
Hệ thống tách cacbon khí tự nhiên (PSA) là thiết bị then chốt trong quá trình tinh chế hoặc xử lý khí tự nhiên. PSA là công nghệ tách cacbon tiết kiệm năng lượng, thực hiện quá trình hấp phụ và giải hấp CO2 bằng cách thay đổi áp suất hoạt động. Công nghệ này thường hấp phụ và tách CO2 khỏi khí tự nhiên ở áp suất hoạt động 0,5~1MPa, sau đó tiến hành giải hấp chân không để hoàn thành quá trình tái tạo chất hấp phụ. Phương pháp PSA thuộc loại hấp phụ vật lý, mặc dù so với hấp phụ hóa học, khả năng hấp phụ của nó bị hạn chế và độ chọn lọc thấp; Tuy nhiên, quy trình PSA đơn giản, chất hấp phụ có tuổi thọ cao, dễ tái tạo và tiêu thụ năng lượng thấp. Đồng thời, nó cũng có những ưu điểm như tự động hóa cao, lợi ích môi trường tốt và tính linh hoạt trong vận hành cao. Đặc biệt khi xử lý khí cấp liệu áp suất cao, thường không cần phải tăng áp lại. Phương pháp PSA có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng mà không cần gia nhiệt và làm mát, tiết kiệm năng lượng gấp 1-2 lần so với phương pháp TSA. Hơn nữa, so với phương pháp TSA tương đương, phương pháp PSA yêu cầu liều lượng hấp phụ ít hơn nhiều.
Hàm lượng carbon dioxide trong khí tự nhiên theo tiêu chuẩn chất lượng không được vượt quá 3%. Và carbon dioxide trong nước sau khi tiếp xúc với thép có tính ăn mòn rất mạnh. Nếu giá trị pH như nhau, thì độ axit của carbon dioxide cũng cao hơn, do đó mức độ ăn mòn của carbon dioxide đối với thép cũng cao hơn.
Hấp phụ dao động áp suất (PSA) là một công nghệ mới được sử dụng để tách hỗn hợp khí trong công nghệ tách hấp phụ. So với phương pháp hấp phụ hóa học truyền thống, công nghệ PSA có tính kinh tế hấp dẫn hơn trong việc loại bỏ và thu hồi H2S và CO2 từ khí tự nhiên, và đang được phát triển mạnh mẽ.
Công nghệ tách khí PSA có ưu điểm là vận hành đơn giản, tổn thất áp suất thấp, khử nước đồng thời loại bỏ CO2, điểm ngưng tụ thấp của khí và nước tinh khiết, và sản phẩm đáp ứng được yêu cầu xuất khẩu khí đốt. PSA có thể được sử dụng để cô đặc CO2 và khử lưu huỳnh chọn lọc trong khí tự nhiên.
Sơ đồ lưu trình
Quá trình hấp phụ được thực hiện dưới áp suất cao và quá trình giải hấp được thực hiện dưới áp suất giảm. Do chu kỳ hấp phụ ngắn và nhiệt lượng hấp phụ không thể tản ra kịp thời, nên nó có thể được sử dụng cho quá trình giải hấp. Vì vậy, nhiệt độ của lớp hấp phụ do nhiệt lượng hấp phụ và nhiệt lượng giải hấp gây ra ít thay đổi, có thể coi là một quá trình đẳng nhiệt. Trong vận hành hệ thống lớp hấp phụ cố định đơn lẻ, dù là hấp phụ dao động nhiệt độ hay hấp phụ dao động áp suất, do chất hấp phụ cần được tái tạo nên quá trình hấp phụ diễn ra không liên tục. Trong công nghiệp, người ta sử dụng hai hoặc nhiều lớp hấp phụ để quá trình hấp phụ và tái tạo lớp hấp phụ được thực hiện luân phiên (hoặc theo chu kỳ), nhằm đảm bảo tính liên tục của toàn bộ quá trình hấp phụ.
Tính năng chức năng
Hiệu suất của hệ thống khử cacbon bằng hấp phụ dao động áp suất (PSA) đạt 90%. CO2 có thể được tách ra bằng sự thay đổi áp suất và hấp phụ vật lý, không cần phản ứng hóa học. Ngoài việc loại bỏ CO2, công nghệ PSA còn được sử dụng rộng rãi trong việc thu hồi và tinh chế H2, CH4, CO, CO2 và các loại khí khác.
