185718. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés széndioxid elválasztására gázelegyekben 185721 Építőelem, valamint eljárás annak előállítására
1 185 718 2 hoz, ez pedig a 6 száritóhoz és a 3 folyadék szeparátorhoz van csatlakoztatva. A 3 folyadék szeparátorban van a 23 gazolin tálca elhelyezve. A 3 folyadék szeparátorhoz van a 4 gazolin elvezető cső és az 5 vízelvezető cső csatlakoztatva. A 6 szárítóhoz a 7 előhűtő, ehhez pedig a 8 gazolin leválasztó van kapcsolva. A 7 előhütőhöz továbbá 18 metánvezeték, a 8 gazolin leválasztóhoz pedig 19 gazolin leürítő van kötve. A 8 gazolin leválasztó továbbá a 9 hűtőhöz van csatlakoztatva, ez pedig a 10 PB szeparátorhoz van kapcsolva. A 9 hűtőhöz a 22 széndioxid elvezetés, a 10 PB szeparátorhoz pedig a 20 PB vezeték van kötve. A 10 PB szeparátor 11 első hőcserélő a 11/a első terével van összekötve, ez pedig 17 hűtővezetéken keresztül a 7 előhütőhöz van csatlakoztatva. A 11 első hőcserélő ll/b második tere a 15 szívóvezetéken keresztül a 13 motorral kapcsolatban lévő 14 szivattyúhoz van csatlakoztatva, ez pedig a 16 nyomóvezetéken át a 12 második hőcserélő 12/b második terével van összekapcsolva. A 12 második hőcserélő 12/a első tere a 21 széndioxid vezetéken keresztül a 9 hűtővel van összekötve. A második ábra szerinti kapcsolási elrendezés alapvetően hasonlít az 1. ábra szerinti kapcsoláshoz, azonban a 11 első hőcserélő és a 12 második hőcserélő c csőtérrel van ellátva, ahol a 11 első hőcserélő 11/c csőtere van a 17 hütővezetéken keresztül a 7 előhűtő 7/a köpenyterével összeköttetésben, másik vége pedig a 24 örvénycsö 25 hideg kivezetésével van összekötve. A 24 örvénycső a 11 első hőcserélő 11 /a első teréhez kapcsolva, a 26 meleg kivezetése pedig a 12 második hőcserélő 12/c csőterének egyik végéhez van kötve, ez utóbbinak másik vége pedig a 27 további metán vezetéken keresztül a 7 előhűtő 7/a köpenyteréhez van csatlakoztatva. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés működését az alábbiakban ismertetjük. Az 1 bevezetésen keresztül bevezetett nyersanyagból a folyadék fázisokat a 2 gáz-folyadék előszeparátorban választjuk le, amelyeket a 3 folyadék szeparátorban instabil gazolinra és vízre választunk szét. Az instabil gazolin elkülönítésével egyrészt értékes terméket kapunk, másrészt mentesítjük a rendszer elemeit a nem kívánatos lerakódásoktól, különösen a paraffin képződéstől. Az instabil gazolint a 23 gazolintálcán gyűjtjük össze és a 4 gazolin elvezető csövön keresztül vezetjük el. Az 5 vízelvezető csövön keresztül a vizet vezetjük el. A 6 szárítóban abszorbensen történő elnyeletéssel a víznyomokat távolitjuk el. A 7 előhűtőben a gázt a szénhidrogénekben dús, széndioxidban szegény gázzal hütjük elő, amelyet a széndioxid kifagyasztása után a 17 hütővezetéken keresztül a 11 első hőcserélő 11/a első teréből vezetjük ide, ennek elvezetése pedig a 18 metán vezetéken keresztül történik. Az ekkor cseppfolyósodott szénhidrogén a 8 gazolin leválasztóban kerül leválasztásra, majd a 19 gazolin leürítőn keresztül elvezetésre. A 9 hűtőben a gázelegyet a 12 második hőcserélő 12/a első teréből a 21 széndioxid vezetéken keresztül elvezetett szublimált széndioxid gázzal hűtjük, majd ezt a széndioxidot a 22 széndioxid elvezetésen keresztül a hasznos felhasználás céljára elvezetjük. A 10 PB szeparátorban a cseppfolyósodott szénhidrogéneket újra elkülönítjük, és a 20 PB vezetéken keresztül elvezetjük. A 11 első hőcserélő és a 12 második hőcserélő egymással párhuzamosan felváltva üzemel, az 1. ábrán azonban az átváltási biztosító szerelvényeket a könnyebb áttekintés kedvéért nem tüntettük fel, hanem azt az állapotot mutattuk be, amikor a 11 első hőcserélő kifagyasztó, a 12 második hőcserélő pedig szublimáló üzemmódban működik. A 11 első hőcserélő 11/a első terében az elegyböl széndioxid válik le a hőcserélő felületére, amelyet a 11/b második térben szublimáló, korábbi ciklusból származó széndioxid fagyaszt ki. A szükséges energiát tehát az elegyböl leváló széndioxid fázisátalakulási kondenzációs hője és a 13 motoron keresztül a rendszerbe bevezetett energia biztosítja, azáltal, hogy a 14 szivattyúval a ll/b második térben szublimáló széndioxidot megszívjuk, így ez alacsonyabb hőmérsékleten történik, mint a 11/a első térben a széndioxid kifagyása. A szublimálódott és komprimált széndioxidot a 12 második hőcserélő 12/b második terében kondenzáljuk, illetve fagyasztjuk ki, mig annak í 2/a első teréből a széndioxidot a 12/b második térnél alacsonyabb hőmérsékleten és nyomáson szublimáljuk. A szublimált széndioxid gázzal a 9 hűtőben az elegyet hütjük. A második ábra szerinti kapcsolási elrendezés különösen előnyösen alkalmazható abban az esetben ha az elegyben a széndioxid koncentrációja, viszonylag alacsony. Ebben az esetben ugyanis, különösen ha az elegyben nagy mennyiségű inertgáz van (például nitrogén), mint például nitrogén tarU Imú földgázok, vagy füstgázok esetében az elegyet a széndioxid kifagyasztásához igen alacsony hőmérsékletre kell hűteni. Ennek érdekében felhasználjuk az energetikai Ranque-Hilsch-féle örvényeffektust, amellyel létrehozott hideg gázáramrész a kifagyasztó ciklusban működő hőcserélőbe vezetjük, mig a meleg gázáramrészt a kiolvasztó ciklusban működő hőcserélőbe tápláljuk. A gázelegyben lévő széndioxid mennyiségétől függően esetlegesen kifagyasztó-szublimáló ciklusban üzemelő széndioxid hőszivattyú körfolyamatot alkalmazunk. Az áttekinthetőség kedvéért a ciklusok közötti átváltás biztosító szerelvényeket a második ábrán sem tüntettük fel. A 2. ábra szerinti eljárás lényegét tekintve az 1. ábra szerinti eljáráshoz hasonló, azonban a 24 örvénycső hideg gázáramrésze egyrészt a 11/c csőtérben áramolva hűti a 11 első hőcserélő 11 /a első terét biztosítva így a viszonylag alacsony koncentrációjú széndioxid kifagyását, majd ezt követően a 7 előhűtő 7/a köpenyterében a víznyomoktól megtisztított elegyet hűti. A 24 örvénycső 26 meleg kivezetéséből kiáramló meleg gázáramrész a 12 második hőcserélő 12/a első terében szublimáló széndioxid szublimálását segíti elő a 12/c csőtérben áramolva, majd ezt követően a 27 további metánvezetéken keresztül ugyancsak a 7/a köpenytérbe kerül, majd innen a 18 metán vezetéken keresztül eltávozik. Az ismertetett folyamat nagy nitrogén tartalmú gázelegyek esetében különösen előnyös, mert a nitrogénben és metánban feldúsult földgáz igen jelen-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
