Сорбционные процессы

Сероочистка природного газа.
В промышленности прошлых лет 
(примерно до середины 70-х годов 20 века) очень широкой сферой 
применения процессов с косвенным нагревом адсорбента являлась очистка 
топочных газов, используемых в качестве защитных атмосфер, от диоксида 
углерода. Широта использования метода была связана с тем, что на каждом 
металлургическом и на многих машиностроительных заводах имелись 
установки этого назначения, использование которых обеспечивало высокое 
качество и сохранность металлов. Потребность в защитных газах не исчезла. 

---

118 
Наоборот, сфера их применения, благодаря расширенному производству 
качественных сталей, стала намного более значительной, но процесс с 
косвенным нагревом был полностью вытеснен безнагревными методами, 
которые будут рассмотрены в следующем разделе. 
Тот пример, касающийся сероочистки природного газа, который 
приведен ниже, не относится к процессам с широкой сферой применения. 
Это частный случай, обусловленный специфическими условиями работы 
одного из заводов. Он также относится к технике получения защитных газов. 
Этот газ получают в ходе каталитической конверсии природного газа, 
катализаторы которой дезактивируются в присутствии сероводорода и 
меркаптанов. Серосодержащие вещества, следовательно, должны быть 
удалены, что и обеспечивается работой адсорбционной установки. 
Специфика завода, на котором располагается установка, заключается в 
том, что он не располагает магистральным природным газом, давление 
которого составляет 3 –5 МПа. Давление газа в газовых коммуникациях 
завода всего 0,17 МПа (абсолютное давление). При этом давлении, как было 
показано в примере Р.18, предельная (максимальная) возможность цеолита 
NаХ, используемого для сероочистки, составляет 8,1.10
3
м
3
/м
3
. Практическая 
возможность будет, естественно, ниже. В этих же условиях сумма 
предельных (минимальных) возможностей для стадий регенерации (см. 
уравнение (1.43)) в термопродувочном методе составит 1.10
3
м
3
/м
3
. 
Практические же возможности будет выше. Получается, что при ориентации 
на процесс с прямым вводом тепла нагретым газом на регенерацию цеолита 
потребуется израсходовать около 20 % природного газа от количества его 
поступившего на очистку. Чтобы избежать столь больших потерь, и была 
построена установка с вводом тепла через стенку адсорбера. 
Схема двухадсорберной установки приведена на рис.2.23.. Она 
включает два адсорбера-теплообменника А и Б, вентилятор В, печь сжигания 
П, теплообменники Т1 и Т2. Цифрами на рисунке обозначены клапаны. 
Жирные линии выделяют те коммуникации, которые в рассматриваемый 
момент времени находятся в работе. Итак, природный газ через клапан 1А 
поступает в адсорбер А, контактирует с цеолитом, очищается от 
нежелательных примесей и выводится на потребление через клапан 2А. 
Небольшая часть очищенного газа отбирается от основного потока и через 
клапан 3Б вводится в адсорбер Б. 
В адсорбере Б осуществляются операции, связанные с регенерацией 
адсорбента. Для их проведения и используют небольшую долю очищенного 
природного газа, о которой говорилось выше. Этот газ продувает адсорбент и 
через клапан 4Б выносит из него десорбируемые примеси. Газы десорбции 
поступают в печь П на сжигание. 
В печи П газы десорбции смешиваются с воздухом, подаваемым 
вентилятором В, и сжигаются. Горячие топочные газы охлаждают в 

---

119