ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ГАЗА TSA

Адсорбция при переменной температуре (TSA) — это еще одна методика, используемая для регенерации слоя адсорбента, загруженного примесями, содержащимися в газе. В то время как в технологии адсорбции при переменном давлении (PSA) для освобождения адсорбированного газа применяется изменение давления, в технологии TSA применяется изменение температуры.

Технологию TSA для очистки газа начали применять в коммерческих целях в 60-е годы и используют дляосушения сжатого воздуха и природного газа. Технология TSA эксплуатирует способность определенных адсорбирующих материалов, таких как активированный оксид алюминия, силикагель и цеолиты, адсорбировать газы при умеренных температурах (40°C), а затем высвобождать их при увеличении температуры выше 120°C. С помощью этой технологии TSA можно выделять определенный газ из газовой смеси.

Типичная система TSA использует циклический процесс, в котором определенное количество соединенных между собой сосудов с адсорбентом последовательно загружаются целевым газом, а затем осуществляются шаги нагрева и охлаждения, что обеспечивает постоянный поток сухого или очищенного товарного газа.

Несколько причин выбора технологии TSA по сравнению с PSA для очистки газа:

• при давлении ниже 4 бар
• если эксплуатационные расходы TSA слишком высоки, то PSA обычно обходится дешевле, хотя первоначальная стоимость оборудования PSA выше
• Если с помощью технологии PSA невозможно добиться требуемой чистоты товарного газа, здесь может подойти TSA

Производственный этап осушки газа

• Влажный газ подается в баллон под давлением. В баллон загружен гранулированный адсорбент.
• Влага из подаваемого газа адсорбируется на внутренних поверхностях гранул адсорбента, оставляя в сосуде сухой газ.

Этап регенерации

• Нагретый продувочный газ повышает температуру слоя адсорбента. При высокой температуре адсорбированная влажность высвобождается.
• Перед возвращением в работу слой адсорбента должен остыть, что обрести способность адсорбировать в следующем цикле очистки газа.

ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ГАЗА PSA

Технология адсорбции при переменном давлении (PSA) — это повсеместно используемая технологияочистки газов. Технологию PSA начали применять в коммерческих целях в 60-е годы и используют сейчас для производства и очистки кислорода, азота и водорода для промышленных нужд.

Технология PSA основана на способности определенных материалов, таких как активированный углерод и цеолиты, адсорбировать и десорбировать определенные газы при повышении понижении давления газа. Технология очистки газа PSA может использоваться для выделения одного газа и газовой смеси.

Типичная система PSA использует циклический процесс для очистки газа, в котором определенное количество соединенных между собой сосудов с адсорбентом последовательно проходят этапы повышения и понижения давления, что обеспечивает постоянный поток очищенного товарного газа.

Производственный этап очистки газа

• Загрязненный газ закачивается в баллон под давлением. В баллон загружен гранулированный адсорбент.
• Примеси, содержащиеся в газе, например, углекислый газ, адсорбируются на внутренних поверхностях гранул адсорбента, оставляя в сосуде водород, большая часть которого удаляется как очищенный товарный водород.
• Давление в баллоне понижается, вследствие чего из адсорбирующего материала выделяются примеси.

Этап регенерации

• Небольшая порция товарного водорода используется для выдувания газообразных отходов через выпускной порт, с целью подготовки сосуда к следующему производственному циклу очистки газа.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОСУШКИ ГАЗА

Устройства осушки газа бывают одноколонным и двухколонные с нагревательным циклом регенерации, предназначенным для осушения природного газа, подаваемого по трубопроводу. Осушение газапроисходит при его нисходящем движении через адсорбционную камеру.

На входе в устройство имеется предварительный фильтр, который задерживает воду в жидком состоянии и твердые частицы, попавшие в газ из трубопровода. Также имеется оконечный фильтр, расположенный на выходе устройства, предназначенный для фильтрации пыли и мелких частиц адсорбента. Фильтры снабжены дифференциальными манометрами, с помощью которых можно контролировать состояние фильтрующего элемента.

Устройство осушки газа имеет байпасный клапан, который в процессе работы устройства осушки находится в закрытом положении. Для проведения технического обслуживания устройства байпасный клапан V11 необходимо открыть, а клапаны V1 и V4 — закрыть.

Все устройства осушки газа серии STRNGX поставляются в комплекте с системой контроля влажности газа «Автодью» (Autodew), которая контролирует содержание влаги в газе на выходе из устройства. Датчик, установленный на выходе, имеет рабочий клапан, позволяющий извлечь пробоотборник для повторной калибровки. Когда эти клапаны находятся в открытом положении, в пробоотборник поступает порция газа для измерения влажности. Датчик влажности «Автодью» подает сигнал тревоги, если значение точки росы выходящего газа опускается ниже заданного значения.

Когда адсорбент камеры, работающей в цикле осушения, больше не способен обеспечить необходимое значение точки росы, необходимо ввести в процесс осушения другую камеру. При этом сначала путем открытия клапанов V2B и V3B в поток газа включается камера, готовая к работе в цикле осушения, а затем путем закрытия клапанов V2А и V3А отсекается камера, требующая регенерации.

Регенерация адсорбционной камеры происходит при движении газа в том же нисходящем направлении. Нагнетатель цикла регенерации принудительно направляет газ в маловаттный нагреватель цикла регенерации, при этом термореле контролирует максимальную температуру газа на выпуске нагревателя.

Газ из нагревателя проходит в нисходящем направлении через адсорбционную камеру, высвобождая адсорбированную ранее влагу, которая затем выносится из камеры в охладитель. При охлаждении газа влага конденсируется, и сепаратор цикла регенерации удаляет конденсат из газа, который снова направляется в нагнетатель для рециркуляции. Из сепаратора накопленный конденсат выводится в резервуар для сбора жидкости, который необходимо опорожнять после каждого цикла регенерации.

По завершении фазы нагрева происходит фаза охлаждения. Охлаждение происходит при том же направлении движения газа. Газ поступает в камеру с такой температурой, которую имеет на выходе нагнетателя и проходит через адсорбент для его охлаждения. Затем газ проходит через охладитель и его температура понижается. Так как вся влага, содержащаяся в адсорбенте, уже удалена в фазе нагрева, конденсации влаги не происходит.