Введение к работе
Актуальность проблемы.
Перспектива развития газовой промышленности связана с освоением месторождений, содержащих кислые компоненты (сероводород и диоксид углерода). Переработка природного газа таких месторождений включает стадии выделения этих компонентов методом абсорбции (с получением так называемого кислого газа) и производства товарной серы по методу Клауса.
Известно, что процесс Клауса требует значительных капитальных затрат и уязвим в экологическом отношении. В настоящее время разработан альтернативный экологически чистый процесс с меньшими затратами, состоящий в термическом разложении сероводорода плаз-мохимическим методом, с получением наряду с серой и водорода.
Для эффективного осуществления данного процесса необходима фракция с концентрацией сероводорода не ниже 90$ об. Можно использовать способ разделения кислого газа методом низкотемпературной ректификации о получением фракции с содержанием сероводорода 98-9 об., но этот способ, в свою очередь, также требует значительных капитальных и энергетических затрат.
В настоящей работе разработан низкотемпературный метод разделения кислого газа с применением вихревой трубы Ранка-Хилша, который позволяет увеличить концентрацию сероводорода до 90$ об. о меньшими энергозатратами и о незначительными капитальными вложениями по сравнению с ректификационной колонной.
Данный метод может быть применен не только для получения сырья, используемого в плазмохимической технологии, но и для обогащения кислого газа с низким содержанием сероводорода (например, кислый газ, полученный после переработки природного газа Карача-ганакского месторождения).
Цель работы.
Целью работы является теоретическое и экспериментальное изучение процесса разделения кислого газа с применением трехпо-точной вихревой трубы; отработка конструкции аппарата для его широкого внедрения в промышленности; проработка вопроса использования вихревой трубы на сырьевом потоке в технологических схемах ректификации кислого газа в колонне с двумя вводами сырья
Научная новизна.
-
Впервые экспериментально и теоретически исследован процесс обогащения кислого газа по сероводороду с применением трехпоточ-ной вихревой трубы.
-
Определено влияние технологических и конструктивных параметров на степень обогащения кислого газа сероводородом с помощью вихревой трубы.
-
Впервые отработана конструкция промышленной вихревой трубы производительностью 25 тыс. нм /чао по кислому газу с регулируемой площадью проходного сечения сопла.
-
Впервые изучена возможность и эффективность использования вихревой трубы на сырьевом потоке в схеме низкотемпературной ректификации кислого газа в колонне с двумя вводами сырья.
Практическая ценность.
Обогащение кислого газа по сероводороду при помощи вихревой трубы позволяет проводить процесс плазмохимической переработки сероводородосодержащего газа в товарную серу с малыми энергетическими и капитальными затратами по сравнению с процессом Клауса.
Использование вихревой грубы в сочетании с ректификационной колонной дает возможность снизить затраты тепла на процесс разделения кислого газа методом низкотемпературной ректификации.
Разработанная конструкция промышленной вихревой трубы может быть использована для обогащения кислого газа^Карачаганакского месторо_вдения-перед-подачей~его в печи Клауса.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на секции НТС ВНЖГАЗа (пос. Развилка, Московской области, 1991 г.), секции НТС АстраханьНШШгаз (г. Астрахань, 1991 г.), на шестой всесоюзной научно-технической конференции по исследованию вихревого зфйекта и его применению в технике (г. Самара, 1991 г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 3 работы.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и
"списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет /4Я страниц, включая/-? рисунков, Z таблиц и список литературы из / наименований.
