Vandenilio sulfido kuro dujų valymo įrenginys

Įvadas

Vystantis mūsų visuomenei, mes pasisakome už švarią energiją, todėl didėja ir gamtinių dujų, kaip švarios energijos, poreikis. Tačiau gamtinių dujų eksploatavimo procese daugelyje dujų gręžinių dažnai yra vandenilio sulfido, kuris sukels įrenginių ir vamzdynų koroziją, terš aplinką ir kels pavojų žmonių sveikatai. Tobulėjant mokslui ir technologijoms, platus gamtinių dujų desulfuravimo technologijos naudojimas išsprendė šias problemas, tačiau tuo pat metu atitinkamai padidėjo gamtinių dujų valymo ir apdorojimo sąnaudos.

Principas

Molekulinio sieto nusierinimo (taip pat vadinamo desulfuravimo) slydimas, dar vadinamas molekulinio sieto saldinimo slydimu, yra pagrindinis gamtinių dujų valymo arba gamtinių dujų kondicionavimo projektų įrenginys.

Molekulinis sietas yra šarminio metalo aliumosilikato kristalas su skeleto struktūra ir vienoda mikroporine struktūra. Tai puikus našumas, didelis adsorbcijos pajėgumas ir adsorbcijos selektyvumas pasižymintis adsorbentas. Pirma, molekulinio sieto struktūroje yra daug kanalų su vienodu porų dydžiu ir tvarkingai išdėstytomis skylutėmis, o tai ne tik suteikia labai didelį paviršiaus plotą, bet ir riboja didesnių už skylutes molekulių patekimą; Antra, molekulinio sieto paviršius turi didelį poliškumą dėl joninės gardelės savybių, todėl jis turi didelį nesočiųjų, polinių molekulių ir poliarizuojamų molekulių adsorbcijos pajėgumą. Vanduo ir vandenilio sulfidas yra polinės molekulės, o molekulinis skersmuo yra mažesnis nei molekulinio sieto porų skersmuo. Kai žaliavos, kuriose yra vandens pėdsakų, kambario temperatūroje praeina per molekulinio sieto sluoksnį, vandens pėdsakai ir vandenilio sulfidas absorbuojami, todėl vandens ir vandenilio sulfido kiekis tiekiamose dujose sumažėja, o dehidratacijos ir sieros pašalinimo tikslas yra įgyvendintas. Molekulinio sieto adsorbcijos procesas apima kapiliarinę kondensaciją ir fizinę adsorbciją, kurią sukelia van der Waals jėga. Pagal Kelvino lygtį kapiliarinė kondensacija mažėja didėjant temperatūrai, o fizinė adsorbcija yra egzoterminis procesas, o jo adsorbcija mažėja kylant temperatūrai. ir didėja didėjant slėgiui; Todėl molekulinio sieto adsorbcijos procesas dažniausiai atliekamas žemoje temperatūroje ir aukštame slėgyje, o analitinė regeneracija – aukštoje temperatūroje ir sumažintame slėgyje. Veikiant aukštos temperatūros, švarioms ir žemo slėgio regeneracinėms dujoms, molekulinio sieto adsorbentas išskiria adsorbatą mikroporoje į regeneravimo dujų srautą, kol adsorbato kiekis adsorbente pasiekia labai žemą lygį. Jis taip pat turi galimybę adsorbuoti vandenį ir vandenilio sulfidą iš tiekiamų dujų, realizuodamas sieto regeneravimo ir perdirbimo procesą.

Technologinis procesas

Proceso eiga parodyta diagramoje. Įrenginys naudoja trijų bokštų procesą: vieną bokštą adsorbcijai, vieną bokštą regeneracijai ir vieną aušinimo bokštą. Kai tiekiamos dujos patenka į įrenginį, tiekiamų dujų temperatūra sumažinama išankstinio aušinimo įrenginiu, tada laisvas vanduo pašalinamas koalescencijos separatorius, o tada patenka į molekulinio sieto desulfuravimo bokštą a-801, a-802 ir a-803. Tiekiamose dujose esantį vandenį ir sieros vandenilį adsorbuoja molekulinis sietas, kad būtų vykdomas dehidratacijos ir vandenilio sulfido adsorbcijos procesas. Išgrynintos dujos, skirtos dehidratacijai ir vandenilio sulfido pašalinimui, patenka į produkto dujų dulkių filtrą, kad pašalintų molekulinio sieto dulkes, ir eksportuojamos kaip produkto dujos.

Molekuliniam sietui reikalinga regeneracija, sugėrus tam tikrą vandens ir vandenilio sulfido kiekį. Dalis produkto dujų po dulkių filtravimo pašalinama iš produkto dujų kaip regeneracinės dujos. Kai dujos pašildomos iki 270 ℃ šildymo krosnyje, bokštas palaipsniui kaitinamas iki 270 ℃ iš viršaus į apačią per molekulinio sieto desulfuravimo bokštą, kuris baigė adsorbcijos procesą, kad vanduo ir vandenilio sulfidas adsorbuotųsi ant molekulinio sieto. gali tapti turtingomis regeneracinėmis dujomis ir užbaigti regeneracijos procesą.

Sodrios regeneracinės dujos, išėjusios iš regeneravimo bokšto, patenka į regeneracinių dujų kondensatorių, kad būtų atšaldomos iki maždaug 50 ℃, o dujos atšaldomos ir tiekiamos į fakelo kolektorių.

Po regeneracijos molekulinio sieto bokštą reikia atvėsinti. Siekiant visiškai atgauti ir panaudoti šilumos energiją, regeneravimo dujos pirmiausia naudojamos kaip šalto pūtimo dujos, o bokštas atšaldomas iki maždaug 50 ℃ nuo viršaus iki apačios per molekulinio sieto desulfuravimo bokštą, kuris baigė regeneracijos procesą. Tuo pačiu metu jis pašildomas pats. Po to, kai šalto pūtimo dujos išeina iš aušinimo bokšto, jos patenka į regeneravimo dujų šildymo krosnį šildyti, o tada regeneruoja molekulinio sieto desulfuravimo bokštą kaip liesas regeneravimo dujas. Prietaisas persijungia kas 8 valandas.

Dizaino parametras