185473. lajstromszámú szabadalom • Berendezés komponensek eltávolítására gázelegyekből
1 2 185 473 A találmány tárgya berendezés komponensek eltávolítására gázelegyekből. A találmány szerinti berendezés elsősorban ipari gázelegyeknél és földgáznál alkalmazható. Az ipari gyakorlatban előállítanak vagy kitermelnek olyan gázelegyeket, amelyekből egyes komponenseket a további felhasználási követelmények miatt, egyes komponenseket pedig külön felhasználás és további feldolgozás céljából kell eltávolítani. Gázelegyekből az egyes komponensek kinyerésére tehát alapvetően két feladat megvalósítása érdekében kerülhet sor: a) Szennyező komponensek mennyiségének csökkentése a felhasználási és feldolgozási folyamatok zavartalan lefolytatása, a terméktisztasági követelmények teljesítése miatt. Ilyen megfontolások alapján kell például az üzemi működtető levegő, az ipari vagy földgázelegyek vízgőztartalmát, továbbá esetenként földgázelegyek széndioxidvagy kénhidrogén-tartalmát lecsökkenteni, illetve kivonni. Ide sorolhatók azok az esetek is, amikor egy vagy több komponens koncentrációját kell csökkenteni a gázelegyekben annak érdekében, hogy alacsonyabb legyen a harmatpont, s így elkerüljük a kondenzációt. b) Értékes komponensek kinyerése további felhasználás vagy feldolgozás céljából, ilyen jellegű feladat például az, amikor a levegőből vagy földgázból egyes célkomponensek kinyerését kell megoldani. A fentebb említett technológiai feladatok elvégzésére három eltérő jellegű megoldás ismeretes. A szilárdágyas adszorpciós megoldásnál az adott gázelegyből a kívánt komponenseket szilárd felületaktív anyagokon kötik meg. A szilárd adszorbenst két vagy több toronyban helyezik el és ezeket szakaszosan üzemeltetik. Először telítik az adszorbenst, majd forró gázzal az előző ciklusban megkötött anyagokat eltávolítják és így regenerálják. Az adszorbensről felszabadított gázkomponenseket kondenzáció segítségéve! nyerik ki a regeneráló gázáramból. (C. L. Mantell: Adsorption, McGraw-Hill Book Co.; K. Brateier: Adsorption von Gasen und Deernpfen, Th. Sternkopf Verlag.) A hütéses, kondenzációs megoldásnál a gázelegyet expandáltatással vagy hűtőberendezés segítségével lehűtik és szeparálással folyamatosan választják le a kondenzálódó komponenseket. A művelet zavartalan lefolytatása érdekében a hűtés előtt a gázáramba fagyásgátló inhibitort adagolnak. (R. V. Bucklin, Low temperature gas-processing plants, Oil and Gas Journal, 64, 1966, november 15.) Az adszorpciós megoldás szerint a kinyerni kívánt komponenseket cseppfolyós oldószerekkel mosótornyokban (abszorberekben) kötik meg. Az abszorbenst zárt körben folyamatosan keringtetik, és kigázosítással vagy deszíiiiációval regenerálják. (T. H. Russel, How to design a natura! gas absorber, Oil and Gas Journal, <52, 1964. november !.) A fenti ismert megoldások az alkalmazási körülményeiket tekintve nem egyenértékűek. Az elérhető kinyerési fok, s az üzem létesítési, működtetési költségei tekintetében lényegesek az eltérések. Sok területen előnyösen alkalmazzák az egyszerű abszorpciós technológiai folyamatokat. Az ezen a műveleti elven dolgozó berendezések száma ma világviszonylatban több tízezerre tehető. A hagyományos abszorpciós kinyerési technoló- 5 giák közös — és lényegében hátrányos — jellemzői abban foglalhatók össze, hogy a diffúziós anyagátadásnál a kívánt egyensúlyi állapot eléréséhez szükséges feltételeket (érintkezési felület, érintkeztető tányérok vagy anyagátviteli egységek száma) az 10 érintkező anyagoktól és paraméterektől függően változó, de rendkívül kis felületi gázsebességekkel és legalább öt vagy több tányért, illetve ennyi átviteli egységnek megfelelő töltetet tartalmazó készülékkel valósítják meg. 15 A fenti körülmények miatt az abszorberek fő méretei (átmérő és hosszúság) nagyra adódnak. Ezért nincs mód nagyobb kapacitású berendezések építésére, mivel az üzemi kapacitás és nyomás növelésével jelentősen növekednek a berendezések 20 méretei, s ennek folytán a költségei is. A találmány célja olyan megoldás kidolgozása, amelynél nagyobb felületi sebesség alkalmazása megengedhetővé válik, sőt, ez javítja a diffúziós anyagátadás megkívánt feltételeit, és ezáltal mód 25 nyílik az abszorpciós készülék fő méreteinek csökkentésére, s egyben ezt az elvet racionálisan ä folyékony abszorbens hatásos leválasztásánál is felhasználja. Azt találtuk, hogy igen nagy kapacitással távolit- 30 hatjuk el a kívánt komponensí/komponenseket gázelegyekből, a gázelegy paramétereinek beállítása, adott esetben a folyadéktartalom leválasztása és a gázelegy folyadék abszorbensse! való érintkeztetése útján, ha a gázelegyet legalább két különálló 35 szakaszban érintkeztetjük az abszorbensse!, s az egyes szakaszokban friss, finoman diszpergált abszorbenst alkalmazunk, majd az elhasznált abszorbenst az érintkezteíés után szakaszonként leválasztjuk, célszerűen összegyűjtjük és kívánt esetben 40 az abszorbensbtn oldott komponenst/komponenseket önmagában ismert módon kinyerjük, illetve az abszorbenst regeneráljuk. A találmány szerinti megoldás értelmében a gázelegyet általában 2—10 szakaszban érintkeztetjük 45 az. abszorbens folyadékkal, minden szakaszban friss abszorbenst alkalmazva. Egy-egy szakasz turbulens diszperziós zónából, majd azt követő ellenáramú érintkeztető zónából áll. Az egy-egy szakaszból elvezetett elhasznált ab- 50 szorbenst célszerűen egyesítjük. Abban az esetben, ha az abszorbensben elnyeletett komponens/ komponensek hasznosítható anyagok, önmagában ismert módon kinyerjük és felhasználjuk őket. A regenerált abszorbenst pedig visszavezethetjük 55 az abszorpciós folyamatba. A találmány lényegében berendezés, mely önmagában ismert módon gáz- cs folyadék be- és kivezetésekkel, és terelő lemezekkel van ellátva. A találmány szerinti berendezést az. jellemzi, 60 hogy egy vízszintes elrendezésű elnyeletö készülék belső terében függőlegesen irányított terelőlemez, majd legalább két - diszpergátorral szerelt abszorbens tápvezetéket és utána elhelyezett, a két végén erelölemezzel szerelt, elmozdítható betétszerkeze- 65 tét, továbbá elvezető nyílást tartalmazó — ab2
