沼氣回收CNG天然氣裝置
| 更新時(shí)間： | 2024-05-15 |
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沼氣回收CNG天然氣裝置整套裝置采用針對性設計，即針對用戶(hù)不同成分的原料氣進(jìn)行不同設計，在確保產(chǎn)品功能的同時(shí)盡量減少設備投資及運行能耗；
- 產(chǎn)品描述
沼氣回收CNG天然氣裝置
1.設備簡(jiǎn)練，占地面積小，安裝方便；
2.控制系統采用集散控制系統(DCS系統)，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現24小時(shí)連續運轉無(wú)人值守；
3.整套設備二氧化碳接觸部分采用全不銹鋼材質(zhì)，安全性、穩定性強。
沼氣中的主要成分為CH4、H2S、CO2，該裝置工藝設計利用沼氣組分差異較大的特點(diǎn)，分段處理。先后采用濕法脫硫液循環(huán)再生工藝，雙變壓吸附分離提純工藝(SPSA)，有效的將組分中的H2S、CO2等氣體進(jìn)行分類(lèi)回收及利用，后增設多級PSA裝置，回收濃縮解析氣中的CH4，加工成生物天然氣。這種沼氣的提純與高值環(huán)保利用的方式可以極大的增大用戶(hù)盈利的空間和商業(yè)運營(yíng)范圍。
工藝裝置流程說(shuō)明
3.2.1低壓沼氣的增壓壓縮
沼氣經(jīng)過(guò)經(jīng)壓縮機壓縮至4.0Mpa，
3.2.1沼氣的脫碳和脫水干燥
沼氣,本身含有一定量的CO2，為了裝置正常運行，必須去除掉，尾氣中含有的H2S和CO2統稱(chēng)為酸性氣體，它們的存在會(huì )造成金屬腐蝕并污染。
用于尾氣脫除酸氣的有溶劑吸收法、物理吸收法、氧化還原法和分子篩吸附法。目前普遍*和廣泛應用的溶劑吸收法和分子篩法。
溶劑吸收法是以可逆的化學(xué)反應為基礎，以堿性溶劑為吸收劑的脫硫，溶劑與原料氣中的酸組分(主要是H2S和CO2)反應而生成化合物；吸收了酸氣的富液在升高溫度、壓力的條件下又能分解而放出酸氣，從而實(shí)現溶劑的再生利用。溶劑吸收法所用溶劑一般為烷醇胺類(lèi)，主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異胺(DIPA)、二乙醇胺(MDEA)等。
分子篩法是利用分子篩的吸附性能來(lái)同時(shí)脫除水分和二氧化碳。
由于本天然氣液化裝置的原料天然氣中二氧化碳含量較高，不適用于分子篩法，因此選擇溶劑吸收法來(lái)脫除原料天然氣中的酸性氣體(二氧化碳)。
該工藝由2臺吸附器連續循環(huán)使用，1臺吸附器處于吸附階段，另1臺吸附器則處于吸附劑再生的吹冷和加熱階段。再生氣采用精餾塔塔頂出來(lái)的尾氣。再生后再生氣體送出界區。
1)吸附
原料氣自塔底經(jīng)程控閥進(jìn)入正處于吸附狀態(tài)的吸附塔A內。在吸附劑的選擇吸附下，其中的水分和其他微量雜質(zhì)被吸附下來(lái)，未被吸附的原料氣從塔頂，通控閥進(jìn)入后工序。當被吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區前沿(稱(chēng)為吸附前沿)到達床層出口預留段時(shí)，關(guān)掉該吸附塔的原料氣進(jìn)料閥和產(chǎn)品氣出口閥停止吸附。吸附床開(kāi)始轉入再生。目前的狀態(tài)為吸附塔B吸附，A塔再生。
2)逆放
這是在吸附結束后，逆著(zhù)吸附方向進(jìn)行減壓，使被吸附的氣體減壓解吸出來(lái)的。A塔內氣體從塔的底部經(jīng)程控閥出來(lái)，再通過(guò)調節閥調節壓力后放空。
3)再生加熱
在逆放結束后，采用尾氣氣(開(kāi)車(chē)初期可用原料氣代替)經(jīng)再生氣加熱器加熱到～220℃后，經(jīng)程控閥從吸附塔頂自上而下沖洗1A塔內的吸附劑床層，將吸附在吸附劑上的雜質(zhì)*解吸出來(lái)，使吸附劑再生的，加熱后的氣體通控閥放空。當
塔底部出口溫度達到180℃~200℃時(shí)可認為再生完成。
4)吹冷
當再生加熱完成后，關(guān)閉加熱器，尾氣對吸附塔A自上而下進(jìn)行吹冷，當出口溫度到常溫時(shí)該結束。
5)升壓
在再生完成后，用吸附后的純凈氣體通過(guò)調節閥對吸附塔A進(jìn)行而平穩地升壓至吸附壓力。
經(jīng)這一后吸附塔便完成了一個(gè)完整的“吸附-再生”循環(huán)，又為下一次吸附做好了。
整個(gè)凈化單元由程序自動(dòng)完成。凈化壓力由調節閥控制。自干燥塔出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)粉塵過(guò)濾器進(jìn)入主換熱器。
脫水工序主要工藝操作條件如下表8所示。
在本工序出口的工藝管線(xiàn)上配置在線(xiàn)儀用以監測干燥效果，確保進(jìn)入冷箱的原料氣工藝要求。
3.2.2LNG液化提取
液化分離部分擬采用間接機制冷加精餾液化的流程。
經(jīng)干燥后的沼氣溫度約40℃，壓力約4.0MPa，進(jìn)入冷箱，依次經(jīng)過(guò)主翅式換熱器充分換熱后成為過(guò)冷LNG產(chǎn)品經(jīng)過(guò)減壓送往LNG儲槽。
循環(huán)制冷采用單級制冷，其主要由壓縮機、透平機、冷箱等設備構成。通過(guò)循環(huán)為原料氣的液化與精餾提供冷量。
本流程組織比較成熟,簡(jiǎn)單,效率和能耗都處于上佳.
3.3自控技術(shù)方案
3.3.1控制水平和主要控制方案
1)DCS
本裝置主要的工藝物料是其他，其特點(diǎn)是：易燃、易爆。根據LNG生產(chǎn)的要求，本項目的自動(dòng)控制方案為：
主要生產(chǎn)裝置采用先進(jìn)的集散控制(DCS)，在控制室對工藝各單元和公用工程進(jìn)行工藝操作數據與操作狀態(tài)采集、處理、顯示和存儲，通過(guò)液晶顯示器顯示工藝流程圖、工藝操作數據、工藝運行狀態(tài)、趨勢記錄、生產(chǎn)報表和等畫(huà)面，并可通過(guò)打印機打印各種畫(huà)面、報表和記錄。為生產(chǎn)的控制精度，設計除采用常規的定值控制外，還設有壓力分程控制等復雜控制。重要的工藝操作控制參數設置聯(lián)鎖及ESD，操作運行越限與故障裝置。
沼氣回收CNG天然氣裝置的控制室，包括操作控制室、機柜室、工程師站室、UPS間等。在控制室內設有可燃、有體檢測盤(pán)、火災盤(pán)等?？刂剖覇为氃O在控制樓內。
1.設備簡(jiǎn)練，占地面積小，安裝方便；
2.控制系統采用集散控制系統(DCS系統)，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現24小時(shí)連續運轉無(wú)人值守；
3.整套設備二氧化碳接觸部分采用全不銹鋼材質(zhì)，安全性、穩定性強。
沼氣中的主要成分為CH4、H2S、CO2，該裝置工藝設計利用沼氣組分差異較大的特點(diǎn)，分段處理。先后采用濕法脫硫液循環(huán)再生工藝，雙變壓吸附分離提純工藝(SPSA)，有效的將組分中的H2S、CO2等氣體進(jìn)行分類(lèi)回收及利用，后增設多級PSA裝置，回收濃縮解析氣中的CH4，加工成生物天然氣。這種沼氣的提純與高值環(huán)保利用的方式可以極大的增大用戶(hù)盈利的空間和商業(yè)運營(yíng)范圍。
工藝裝置流程說(shuō)明
3.2.1低壓沼氣的增壓壓縮
沼氣經(jīng)過(guò)經(jīng)壓縮機壓縮至4.0Mpa，
3.2.1沼氣的脫碳和脫水干燥
沼氣,本身含有一定量的CO2，為了裝置正常運行，必須去除掉，尾氣中含有的H2S和CO2統稱(chēng)為酸性氣體，它們的存在會(huì )造成金屬腐蝕并污染。
用于尾氣脫除酸氣的有溶劑吸收法、物理吸收法、氧化還原法和分子篩吸附法。目前普遍*和廣泛應用的溶劑吸收法和分子篩法。
溶劑吸收法是以可逆的化學(xué)反應為基礎，以堿性溶劑為吸收劑的脫硫，溶劑與原料氣中的酸組分(主要是H2S和CO2)反應而生成化合物；吸收了酸氣的富液在升高溫度、壓力的條件下又能分解而放出酸氣，從而實(shí)現溶劑的再生利用。溶劑吸收法所用溶劑一般為烷醇胺類(lèi)，主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異胺(DIPA)、二乙醇胺(MDEA)等。
分子篩法是利用分子篩的吸附性能來(lái)同時(shí)脫除水分和二氧化碳。
由于本天然氣液化裝置的原料天然氣中二氧化碳含量較高，不適用于分子篩法，因此選擇溶劑吸收法來(lái)脫除原料天然氣中的酸性氣體(二氧化碳)。
該工藝由2臺吸附器連續循環(huán)使用，1臺吸附器處于吸附階段，另1臺吸附器則處于吸附劑再生的吹冷和加熱階段。再生氣采用精餾塔塔頂出來(lái)的尾氣。再生后再生氣體送出界區。
1)吸附
原料氣自塔底經(jīng)程控閥進(jìn)入正處于吸附狀態(tài)的吸附塔A內。在吸附劑的選擇吸附下，其中的水分和其他微量雜質(zhì)被吸附下來(lái)，未被吸附的原料氣從塔頂，通控閥進(jìn)入后工序。當被吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區前沿(稱(chēng)為吸附前沿)到達床層出口預留段時(shí)，關(guān)掉該吸附塔的原料氣進(jìn)料閥和產(chǎn)品氣出口閥停止吸附。吸附床開(kāi)始轉入再生。目前的狀態(tài)為吸附塔B吸附，A塔再生。
2)逆放
這是在吸附結束后，逆著(zhù)吸附方向進(jìn)行減壓，使被吸附的氣體減壓解吸出來(lái)的。A塔內氣體從塔的底部經(jīng)程控閥出來(lái)，再通過(guò)調節閥調節壓力后放空。
3)再生加熱
在逆放結束后，采用尾氣氣(開(kāi)車(chē)初期可用原料氣代替)經(jīng)再生氣加熱器加熱到～220℃后，經(jīng)程控閥從吸附塔頂自上而下沖洗1A塔內的吸附劑床層，將吸附在吸附劑上的雜質(zhì)*解吸出來(lái)，使吸附劑再生的，加熱后的氣體通控閥放空。當
塔底部出口溫度達到180℃~200℃時(shí)可認為再生完成。
4)吹冷
當再生加熱完成后，關(guān)閉加熱器，尾氣對吸附塔A自上而下進(jìn)行吹冷，當出口溫度到常溫時(shí)該結束。
5)升壓
在再生完成后，用吸附后的純凈氣體通過(guò)調節閥對吸附塔A進(jìn)行而平穩地升壓至吸附壓力。
經(jīng)這一后吸附塔便完成了一個(gè)完整的“吸附-再生”循環(huán)，又為下一次吸附做好了。
整個(gè)凈化單元由程序自動(dòng)完成。凈化壓力由調節閥控制。自干燥塔出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)粉塵過(guò)濾器進(jìn)入主換熱器。
脫水工序主要工藝操作條件如下表8所示。
在本工序出口的工藝管線(xiàn)上配置在線(xiàn)儀用以監測干燥效果，確保進(jìn)入冷箱的原料氣工藝要求。
3.2.2LNG液化提取
液化分離部分擬采用間接機制冷加精餾液化的流程。
經(jīng)干燥后的沼氣溫度約40℃，壓力約4.0MPa，進(jìn)入冷箱，依次經(jīng)過(guò)主翅式換熱器充分換熱后成為過(guò)冷LNG產(chǎn)品經(jīng)過(guò)減壓送往LNG儲槽。
循環(huán)制冷采用單級制冷，其主要由壓縮機、透平機、冷箱等設備構成。通過(guò)循環(huán)為原料氣的液化與精餾提供冷量。
本流程組織比較成熟,簡(jiǎn)單,效率和能耗都處于上佳.
3.3自控技術(shù)方案
3.3.1控制水平和主要控制方案
1)DCS
本裝置主要的工藝物料是其他，其特點(diǎn)是：易燃、易爆。根據LNG生產(chǎn)的要求，本項目的自動(dòng)控制方案為：
主要生產(chǎn)裝置采用先進(jìn)的集散控制(DCS)，在控制室對工藝各單元和公用工程進(jìn)行工藝操作數據與操作狀態(tài)采集、處理、顯示和存儲，通過(guò)液晶顯示器顯示工藝流程圖、工藝操作數據、工藝運行狀態(tài)、趨勢記錄、生產(chǎn)報表和等畫(huà)面，并可通過(guò)打印機打印各種畫(huà)面、報表和記錄。為生產(chǎn)的控制精度，設計除采用常規的定值控制外，還設有壓力分程控制等復雜控制。重要的工藝操作控制參數設置聯(lián)鎖及ESD，操作運行越限與故障裝置。
沼氣回收CNG天然氣裝置的控制室，包括操作控制室、機柜室、工程師站室、UPS間等。在控制室內設有可燃、有體檢測盤(pán)、火災盤(pán)等?？刂剖覇为氃O在控制樓內。
