Адсорбционная осушка газа

Адсорбционная осушка газа применяется для получения низкой «точки росы» (-20-30°С), которая необходима при транспорте газа в северных районах страны (рис. 18.3). Одним из важных преимуществ адсорбции является то, что не требуется предварительной осушки газа, так как твердые адсорбенты, наряду с жидкими углеводородами, хорошо адсорбируют и влагу. В качестве адсорбента используют твердые пористые вещества, обладающие большой удельной поверхностью.

К ним относятся активированные угли (S_уд. = 600-1700 м²/г); силикагели - продукты обезвоживания геля кремниевой кислоты (S_уд-320-770м²/г); цеолиты - минералы, являющиеся водными алюмосиликатами натрия и кальция, а также искусственные цеолиты.

Сущность адсорбции состоит в концентрировании вещества на поверхности или в объеме микропор твердого тела. Эффективные радиусы микропор составляют (5-10)·10^-14 мкм. Максимальная активность, достигаемая к моменту равновесия при данных температуре и концентрации поглощаемого вещества в газовой фазе, называется равновесной статической активностью.

Рис. 18.3. Технологическая схема адсорбционной осушки газа: 1 - сепаратор; 2 - адсорберы; 3 - подогреватель; 4 – компрессор; 5 - теплообменник; 6 - задвижка

Активность при поглощении до появления поглощаемого компонента за слоем поглотителя называется динамической активностью

Динамическая активность адсорбента характеризует вес улавливаемой жидкости в процентах от веса адсорбента. Обычно она равна 4-7%.

Промышленные адсорбенты должны обладать достаточно высокой активностью, обратимостью адсорбции и простотой регенерации, малым сопротивлением потоку газа и высокой механической прочностью.

Десорбция основана на том, что при повышении температуры увеличивается энергия адсорбированных молекул, и они могут освобождаться от адсорбента. Наиболее благоприятны для этого температуры 200-300°С.

Необходимое количество адсорбента G (кг) определяется по формуле

, (18.2)

где Q - количество осушаемого газа, м³/ч,

∆ W - количество влаги, поглощаемой адсорбентом, кг/м³;

α - динамическая активность адсорбента;

t - время работы адсорбента, ч.

В момент насыщения адсорбента влагой в одном из адсорберов, в другом происходит десорбция и охлаждение. Процесс протекает последовательно по мере насыщения влагой адсорбента в колонне. Размеры адсорберов в 2-3 раза меньше абсорберов. Внутри аппарата размещено от 4 до 8 полок, на которые насыпают необходимое количество адсорбента. Работает адсорбер без замены силикагеля до 2 лет. Рабочая температура в адсорбере 10-14 °С, средняя скорость движения газа через адсорбер 0, 15-0, 5 м/с, давление газа 7-8 МПа.

Продолжительность циклов насыщения, регенерации и охлаждения адсорбента определяется временем, необходимым для его регенерации. Обычно цикл насыщения длится 10-20 ч, а цикл регенерации 4-8 ч.