יחידה לטיהור גז מימן גופרתי

מבוא

עם התפתחות החברה שלנו, אנו דוגלים באנרגיה נקייה, ולכן גם הביקוש לגז טבעי כאנרגיה נקייה עולה. עם זאת, בתהליך של ניצול גז טבעי בארות גז רבות מכילות לרוב מימן גופרתי, שיגרום לקורוזיה של ציוד וצינורות, לזהם את הסביבה ולסכן את בריאות האדם. עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, השימוש הרחב בטכנולוגיית פיזור גז טבעי פתר את הבעיות הללו, אך במקביל, עלות הטיהור והטיפול בגז טבעי גדלה בהתאם.

עִקָרוֹן

החלקה של מסננת מולקולרית (הנקראת גם הסרת גופרית), הנקראת גם החלקה מתקתקת מסננת מולקולרית, היא מכשיר מפתח בפרויקט טיהור גז טבעי או מיזוג גז טבעי.

מסננת מולקולרית היא גביש אלומינוסיליקט מתכת אלקלי עם מבנה שלד ומבנה מיקרו-נקבי אחיד. זהו סופח בעל ביצועים מצוינים, יכולת ספיחה גבוהה וסלקטיביות ספיחה. ראשית, ישנם תעלות רבות בעלות גודל נקבוביות אחיד וחורים מסודרים בקפידה במבנה המסננת המולקולרית, אשר מספקת לא רק שטח פנים גדול מאוד, אלא גם מגבילה את כניסתן של מולקולות גדולות מחורים; שנית, לפני השטח של מסננת מולקולרית יש קוטביות גבוהה בשל המאפיינים של סריג יוני, ולכן יש לו יכולת ספיחה גבוהה עבור מולקולות בלתי רוויות, מולקולות קוטביות ומולקולות הניתנות לקיטוב. מים ומימן גופרתי הם מולקולות קוטביות, והקוטר המולקולרי קטן מקוטר הנקבוביות של מסננת מולקולרית. כאשר הגז הגולמי המכיל מי עקבות עובר דרך מיטת המסננת המולקולרית בטמפרטורת החדר, נספגים מי עקבות ומימן גופרתי, כך, תכולת המים והמימן גופרתי בגז הזנה מצטמצמת, ומגשמת מטרת ההתייבשות וההסרת גופרית. תהליך הספיחה של מסננת מולקולרית כולל עיבוי נימי וספיחה פיזיקלית הנגרמת על ידי כוח ואן דר ואלס. על פי משוואת קלווין, עיבוי נימי פוחת עם עליית הטמפרטורה, בעוד שהספיחה הפיזיקלית היא תהליך אקסותרמי, והספיחה שלו פוחתת עם עליית הטמפרטורה ועולה עם עליית הלחץ; לכן, תהליך הספיחה של מסננת מולקולרית מתבצע בדרך כלל בטמפרטורה נמוכה ובלחץ גבוה, בעוד שההתחדשות האנליטית מתבצעת בטמפרטורה גבוהה ובלחץ מופחת. תחת פעולת גז רגנרציה בטמפרטורה גבוהה, נקי ובלחץ נמוך, הסופח של המסננת המולקולרית משחרר את הספיח במיקרו-נקבובית לזרם גז הרגנרציה עד שכמות האדסורבט בסופח מגיעה לרמה נמוכה מאוד. יש לו גם את היכולת לספוח מים ומימן גופרתי מגז ההזנה, תוך מימוש תהליך ההתחדשות והמחזור של המסננת.

תהליך טכנולוגי

זרימת התהליך מוצגת בתרשים. היחידה מאמצת תהליך של שלושה מגדלים, מגדל אחד לספיחה, מגדל אחד להתחדשות ומגדל אחד לקירור. כאשר גז ההזנה נכנס ליחידה, הטמפרטורה של גז ההזנה מופחתת על ידי יחידת הקירור המקדים, ואז המים הפנויים מוסרים על ידי מפריד ההתלכדות, ולאחר מכן נכנס למגדל הסרת גופרית מסננת מולקולרית a-801, a-802 ו-a-803. המים והמימן גופרתי בגז ההזנה נספגים על ידי המסננת המולקולרית כדי לממש את תהליך ההתייבשות וספיחת מימן גופרתי. הגז המטוהר להתייבשות והסרת מימן גופרתי נכנס למסנן אבק גז המוצר כדי להסיר את אבק המסננת המולקולרית ומיוצא כ גז מוצר.

מסננת מולקולרית זקוקה להתחדשות לאחר ספיחת כמות מסוימת של מים ומימן גופרתי. חלק מגז המוצר מובל החוצה מגז המוצר לאחר סינון אבק כגז התחדשות. לאחר חימום הגז ל-270 ℃ בכבשן החימום, המגדל מחומם בהדרגה ל-270 ℃ מלמעלה למטה דרך מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית שהשלים את תהליך הספיחה, כך שהמים והמימן הגפרי נספגים במסננת המולקולרית. יכול להיפתר להפוך לגז התחדשות עשיר ולהשלים את תהליך ההתחדשות.

גז ההתחדשות העשיר לאחר יציאתו ממגדל ההתחדשות נכנס למעבה גז ההתחדשות לקירור לכ-50 ℃, והגז מקורר ומסופק לראש ההתלקחות.

יש לקרר את מגדל המסננת המולקולרית לאחר התחדשות. על מנת להתאושש במלואו ולנצל את אנרגיית החום, גז ההתחדשות משמש תחילה כגז נושף קר, והמגדל מקורר לכ-50 ℃ מלמעלה למטה דרך מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית שהשלים את תהליך ההתחדשות. במקביל, הוא מחומם מראש מעצמו. לאחר שהגז הנושף הקר יוצא ממגדל הקירור, הוא נכנס לכבשן חימום גז התחדשות לחימום, ולאחר מכן מחדש את מגדל הסרת הגופרית של המסננת המולקולרית כגז התחדשות רזה. המכשיר מתחלף כל 8 שעות.

פרמטר עיצוב