Способ очистки газа от кислых компонентов

 

Использование: очистка газов от кислых компонентов в нефтегазовой и химической промышленности. Сущность изобретения: поток газа разделяют на два. Основной поток пропускают через зону предварительной очистки, затем через зону тонкой очистки и выводят из верха абсорбера. Поток абсорбента делят на два, первый поток смешивают в эмульгаторе с неосновным потоком газа и полученной газожидкостной эмульсией заполняют зону предварительной очистки. Второй поток абсорбента подают в зону тонкой очистки. При очистке газа от CO₂ водой производительность процесса составляет 30 м³/ч при расходе воды 200 л/ч и степени очистки 68% при начальном содержании CO₂ , равном 1 об.%. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к очистке газов от кислых компонентов и найдет применение в нефтегазовой и химической промышленности.

Известны способы очистки газов путем введения в абсорбер абсорбента и очищаемого газа [1].

Недостатком этих способов является невозможность тонкой очистки газа от кислых компонентов при значительном содержании их в газе.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки газов от кислых компонентов, включающий введение в абсорбер двух потоков абсорбента (верхнего и нижнего) и потока очищаемого газа [1] - прототип.

Известный способ позволяет производить тонкую очистку газа от кислых компонентов за счет образования в абсорбере двух зон очистки (грубой и тонкой), однако эффективность этого способа недостаточна при больших нагрузках.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении известного способа очистки газа нижний поток абсорбента предварительно смешивают с частью очищаемого газа до образования газожидкостной эмульсии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В процессе очистки газа от кислых компонентов путем введения в абсорбер двух потоков (нижнего и верхнего) абсорбента в абсорбере образуются две зоны очистки: верхняя - тонкой очистки и нижняя - предварительной грубой очистки. При этом в зоне грубой очистки нижний поток абсорбента, так же как и в верхней зоне, распределяется по насадке или по тарелкам и, стекая вниз, взаимодействует с газом в обычном режиме противотока. В результате того, что абсорбент стекает вниз довольно крупными каплями и струйками, значительная его часть не вступает в реакцию с газом и выводится из абсорбера, а производительность абсорбера не может быть увеличена.

Авторами установлено, что если вводить нижний поток абсорбента в абсорбер в виде газожидкостной эмульсии, предварительно смешав абсорбент с газом до образования эмульсии, то за счет увеличения поверхности контакта фаз качество очистки резко возрастает, следовательно, при прежнем качестве очистки можно увеличить производительность абсорбера.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна". При изучении известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "Существенные отличия".

На чертеже изображен способ очистки газа.

В процессе очистки газа перед вводом в зону очистки абсорбент нижнего потока 1 в эмульгаторе 2 смешивают с частью очищаемого газа 3, отбираемого от основного потока 4 газа. Смешивание ведут до образования газожидкостной эмульсии, которую вводят в зону грубой очистки 5 абсорбера 6.

Ниже приводится пример конкретной реализации заявляемого способа.

Лабораторные испытания заявляемого способа и способа по прототипу проводили на модели абсорбера, состоящей из стеклянной трубы (150 мм, высотой 1000 мм) с 7 ситчатыми тарелками из стекла, закрепленными внутри трубы. В качестве эмульгатора использовали высокотурбулизованный поток с газонаполнением > 90%. В верхнюю часть модели (труба расположена вертикально) вводили абсорбент (вода) и из нее же выводили очищенный газ. В нижнюю часть трубы вводили нижний поток абсорбента и очищаемый газ, а выводили отработанный абсорбент. При испытании заявляемого способа между трубкой нижнего потока абсорбента, входом его в трубку и патрубком от трубки с потоком очищаемого газа (воздух с содержанием СО₂ - 1%) устанавливали эмульгатор (турбулизатор).

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, заявляемый способ обеспечивает повышение эффективности очистки газа.

Экономический эффект создается за счет повышения производительности и степени очистки газа и составит 100-150 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ, включающий подачу потока газа в нижнюю часть абсорбера, пропускание его через зону предварительной очистки, расположенную в нижней части абсорбера, затем через зону тонкой очистки, расположенную в верхней части абсорбера, вывод очищенного газа из верха абсорбера, разделение потока абсорбента на два потока с подачей первого потока в зону предварительной очистки и второго потока в зону тонкой очистки, вывод отработанного абсорбента, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и степени очистки, отделяют частичный поток газа от потока исходного очищаемого газа и зону предварительной очистки заполняют газожидкостной эмульсией, полученной в эмульгаторе при предварительном смешении первого потока абсорбента и частичного потока газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2