ما هو فاصل تكثيف الغاز: الآلية والتصميم والتطبيقات

ما هو فاصل تجميد الغاز: الآلية والتصميم والتطبيقات

الإجابة على السؤال الأساسي:ما هو فاصل التجمع الغازي؟A gas coalescing separator is a two-stage vessel that removes very fine liquid aerosol from gas by first merging the tiny droplets into larger ones and then separating the enlarged droplets by gravity or by a vane packفي المرحلة الأولى، يمر الغاز من خلال سرير من العناصر المتجانسة الليفية الدقيقة حيث يتم التقاط قطرات من 0.1 إلى 1 ميكرومتر عن طريق الاعتراض المباشر.التأثير العشوائي وانتشار براونفي المرحلة الثانية، يتم إزالة تلك القطرات الموسعة، عادة ما تكون 10-40 ميكرومتر،قبل أن يتم إعادة تدريبهميُحقق هذا المزيج إزالة حتى 0.3-1 ميكرومتر مع كفاءة تصل إلى 99.98٪،والذي هو ترتيب من الحجم أكثر دقة من عادي شبكة وسادة المكنسة والتي تجعل الجهاز الخيار القياسي أعلى التيار من المسامير الجزيئية، ومواصلات الجليكول ووحدات الأمين ومتاع المالية.

1كيفية عمل التجميع ولماذا هناك حاجة إلى مرحلتين

الفيزياء غير بديهية: الجهاز لا يصف السائل، إنه يجعل السائل أكبر ثم يفصله:

• آليات التقاط الثلاثة:يلتقط الألياف الدقيقة قطرة بواسطة واحدة من ثلاث آليات تبعاً لحجمها. يهيمن تأثير الثبات فوق حوالي 1-3 ميكرومترات: تتحرك خطوط الغاز حول الألياف ولكن القطرة ،مع وجود المزيد من الثبات، لا يمكن أن تتبع وتضرب الألياف. يهيمن الاعتراض المباشر على حوالي 0.1-1 ميكرومتر: تتبع قطرة الخط السريع ولكن يمر الخط السريع داخل نصف قطرة واحدة من الألياف،حتى قطرة يلمس ويتعلقيهيمن الانتشار البرواني تحت 0.1 ميكرومتر: الحركة الجزيئية العشوائية تدفع قطرة في الألياف.عادة ما تكون حول 0.1-0.3 ميكرومتر، ولهذا السبب يتم اقتباس الأداء في تلك النقطة بدلا من في المتوسط. قطر الألياف، وكثافة التعبئة وسرعة الغاز كل تحويل التوازن،والعنصر مصمم بحيث أن الآليات الثلاث معا تعطي احتمالية عالية لالتقاط عبر النطاق بأكمله.
• التجميع والصرف:الالتقاط وحده لا فائدة منه ما لم يتم إزالة السائل الملتقط، وهنا حيث تصميم العنصر مهم.يزداد حتى قوة الجاذبية والسحب من الغاز إجبارهم على التحرك على طول الألياف ومن ثم تصريف أسفل إلى منطقة جمع في الجزء السفلي من العنصرلذلك يجب أن تكون الوسيط قابلة للرطوبة من قبل السائل ، بحيث تنتشر القطرات وتندمج بدلاً من التغطية والحجب من المسام ،ومفتوحة بما فيه الكفاية بحيث لا يغرق السائل المتراكم العنصرهذا التوازن هو السبب في أن الانسجام هو خاص بالسائل: عنصر محسّن لسائل الهيدروكربون يعمل بشكل سيء مع الماء والعكس صحيح.ولماذا يحتاج تيار يحمل كل منهما إما إلى ترتيب من مرحلتين أو وسيلة ذات غرض عام مع تسوية الأداء.
• لماذا المرحلة الثانية ضرورية:عندما تغادر قطرات العنصر المتحد تكون كبيرة ولكنها بطيئة الحركة، وبشكل حاسم، تكون في نقطة أقصى سرعة للغاز لأن العناصر تحتل جزءًا من منطقة التدفق.إذا لم يتم القبض عليهم على الفور، يُعيد الغاز إدخالها و يُقدم المُفرز بالضبط ما كان من المفترض إزالته، أحياناً أسوأ من عدم وجود مُفرز على الإطلاق لأنّ الهباء الجوي قد تركّز.حزمة شفرة أو علبة شبكة، يوفر منطقة منخفضة السرعة حيث تتفرق قطرات التوسع عن طريق الجاذبية والتأثير وتستنزف إلى الصخرة.هذا الهندسة مرحلتين هي السمة المحددة لفرز المرشح والسبب هو أكثر من مجرد مرشح: المرحلة الأولى تغير توزيع حجم قطرة، والثانية تفعل الفصل.
• إعادة التدريب و حدود السرعة:إن إعادة الاندماج هو وضع الفشل الذي يحكم التصميم. إذا كانت سرعة الغاز على سطح السائل في الصندوق مرتفعة للغاية ، يتم تمزيق القطرات من السطح وتنفيذها.إذا كانت السرعة من خلال العناصر مرتفعة جدا، يتم تجريد السائل الملتقط من الألياف قبل أن يتم تصريفها. يتم إدارة كليهما من خلال الحفاظ على سرعة الغاز تحت حد يعتمد على التوتر السطحي للسائل وفرق الكثافة ،والذي هو السبب في أن الفاصلات التحالفية كبيرة الحجم نسبيا إلى انتاجها ولماذا الأمور التحول بقدر تدفق التصميمعند تدفق منخفض جداً فان المنفصل آمن من إعادة الاندماج ولكن الآليات تضعف ، لذلك يتم تحديد نافذة تشغيل فعالة ، عادة 40-120٪ من التصميم ، بدلاً من حد أقصى واحد.

2التطبيقات والممارسات التشغيلية

أربعة تطبيقات تمثل معظم المنشآت، وكل منها له سبب محدد لاختيار التحالف على الفصل التقليدي:

• أعلى التيار من جفاف الجرثومية:هذا هو التطبيق الكلاسيكي والذي يكون فيه عواقب الفشل الأكثر تكلفة.ولكن الهيدروكربون السائل الذي يدخل السرير يتم امتصاصه في المسام ولا يتم إزالته أثناء التجدد؛ فإنه يمنع تدريجيا القدرة على الامتصاص، وخلال مرحلة التجديد الحراري يمكن أن تكسّر وتكوكس، مما يضر بشكل دائم المسمم.لأنّه يتسبب في تكسير المرفق في حبات الجرّة، وتنتج رقيقات تغلق السرير وتزيد من انخفاض الضغط. لذلك يتم تثبيت منفصل التجميع مباشرة أعلى التيار، وإزالة الهباء الجوي إلى 0.3-1 ميكرومتر،والضغط التفاضلي عبر ذلك هو المخاوف لأن فشل العنصر هنا ليس حدثا طفيفا ولكن استبدال السرير يكلف أسابيع من وقت التوقف.
• أعلى مجرى ملامح الجليكول ووحدات الأمين:الهيدروكربونات السائلة التي تدخل لمواصلة جفاف الجليكول تسبب رغوة شديدة مما يقلل من كفاءة الاتصاليحمل الجليكول فوق الرأس ويمكن أن تجبر الوحدة على إيقاف التنظيف واستبدال الجليكولفي وحدة معالجة الأمين، الهيدروكربون السائل والمواد النشطة السطحية التي يحملها تسبب الرغوة، وفقدان الأمين والتآكل، ومنتجات التدهور التي تتشكل تسريع الرغوة أكثر.في كلتا الحالتين، تكلفة العلاج أكثر بكثير من الفاصل، لذا فمن الممارسة القياسية على المدخل أن يكون هناك فاصل للفلترات مع العناصر المتكاملة. Many plants also install a carbon filter or a particulate filter ahead of the coalescer to remove the solids and the surface-active compounds that would otherwise blind the coalescing elements within weeks.
• حماية غازات الوقود وتوربينات:توربينات الغاز والمحركات المتداولة حساسة للسوائل في وقودها، لأن قطرات تسبب عدم استقرار اللهب، وتآكل القطاع الساخن من الملح والكبريت، وفي الحالة الشديدة،الصدمة الحرارية وتلف الشفرةلذلك تستخدم المكيفات غاز الوقود فاصل المرشحات التحالفية كعنصر الأساسي،تليها سوبر هيتر الذي يرفع الغاز إلى 10-20 درجة مئوية فوق نقطة الندى الهيدروكربوني كخط دفاع ثان، لضمان عدم حدوث تآثار أسفل التدفق. غالبا ما يتم كتابة المواصفات هنا ليس ككفاءة ولكن كضمان عدم وجود سائل حر في مدخل التوربين ،ولهذا السبب يحتوي على جهاز إنذار ضغط، إنذار مستوى على السد و تصريف تلقائي.
• المراقبة والتغيير والصيانة:العناصر المتجمدة هي المواد الاستهلاكية، وتحديد إدارتها ما إذا كان الجهاز يؤدي. الضغط التفاضلي هو المؤشر الرئيسي:يبدأ عنصر جديد عند 25-100 mbar ويتم تغيير العناصر عندما يصل الفرق إلى 500-800 mbar، لأن ما وراء ذلك زيادة السرعة من خلال المنطقة المفتوحة المتبقية يقلل من الكفاءة ويخاطر الأضرار الميكانيكية.عمر العنصر عادة ما يكون 6-36 شهرا ويعتمد تقريبا بالكامل على الحمل الصلب، ولهذا السبب يكون مرشح الجسيمات المسبق فعالاً جداً في توسيعه.والذي يتم معالجته عن طريق فحص الصرف والحمل السائل بدلا من تغيير العناصريجب أن يكون مستوى المياه في السد تنبيه وتسرب تلقائيًا، لأن السد المغمور بالمياه يدمر الفصل بنفس الكفاءة مثل العنصر الفاشل.

مصفوفة مقارنة مراحل فاصل التجمد الغازي

الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو الفرق بين منفصل التحالف والغسالة القياسية؟

الجواب: الفرق هو حجم قطرات كل يمكن التعامل معها والآلية التي يستخدمها كل. يعتمد المكنسة القياسية على الجاذبية الاستقرار، بمساعدة وسادة شبكة أو حزمة شفرة،وتزيل قطرات فوق حوالي 5-10 ميكرومتراتتحت هذا الحجم تتبع قطرات الغاز خطوط التيار حول السلك أو الشراع ولا يتم التقاطها.يضيف منفصل التحالف مرحلة أولى من العناصر الليفية الدقيقة التي تلتقط الهباء الجوي إلى 0.1-1 ميكرومتر عن طريق الاعتراض والتأثير والانتشار ، ويدمجها في قطرات كبيرة بما فيه الكفاية لمرحلة ثانية لإزالتها. والنتيجة هي إزالة إلى 0.3-1 ميكرومتر عند 99.98% مقابل 5-10 ميكرومترات لقطعة الشبكة، والذي هو ترتيب من الحجم أدق. المقايضة هي أن العناصر المتكاملة هي المواد الاستهلاكية التي تتطلب مراقبة الضغط التفاضلي والاستبدال الدوري،في حين أن وسادة الشبكة خالية أساسا من الصيانة.

السؤال: لماذا يجب استبدال العناصر المتكاملة إذا كانت تزيل السائل فقط؟

الجواب: لأنه في الممارسة العملية هم أيضاً يجمعون الصلباتكبريتيد الحديد ومنتجات تدهور زيت الضاغط جميعها تصل مع الغاز ويتم التقاطها بنفس الآليات مثل السائلالمواد الصلبة لا تستنزف بعيداً، لذا فإنها تدريجياً تعيق بنية المسام، يرتفع الضغط التفاضلي، وفي نهاية المطاف يكون العنصر أعمى.يعتمد المعدل تقريبا بالكامل على الحمل الصلب، وهذا هو السبب في أن مرشح الجسيمات المسبق هو الإجراء الوحيد الأكثر فعالية لتمديد عمر العنصر، في كثير من الأحيان بمعدل من اثنين إلى خمسة. هناك آلية ثانية:السائل الذي لم يتم تصريفه بالكامل، إما لأن حمولة السائل تتجاوز قدرة الصرف أو لأن الوسط قد تلوث بمواد نشطة سطحياً أو زيت ضاغط ،يبلل الوسيط بشكل دائم ويزيد من انخفاض الضغط بطريقة لا يمكن عكس التنظيف.

السؤال: هل يمكن لعنصر واحد متجانس أن يتعامل مع الماء والهيدروكربون السائل؟

الجواب: ليس بشكل مثالي. وسائل التجميد مصممة حول كيمياء السطح للسائل الذي يجب أن تتجمع فيه،لأن القطرة يجب أن تبلل الألياف وتنتشر من أجل الاندماج مع قطرة التالية. البيئة المثلى لهيدروكربون عادة ما تكون عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن عباروالذي هو شائع في خدمة محطات الغاز، الحل المعتاد هو إما تحديد وسيلة عامة الأغراض التي تتعامل مع كل منهما مع حل وسط في الكفاءة، أو تثبيت مرحلتين،الأول يجمع السائل المهيمن والثاني الآخروبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يغير وجود المواد السطحيّة النشطة أو مثبطات التآكل أو زيت الضاغط سلوك الرطوبة بالكامل.وهذا هو السبب في أن تغيير في الحقن الكيميائي في الأعلى في بعض الأحيان يسبب التحالف على خلاف ذلك يتصرف بشكل جيد لبدء نقل أكثر.

س: كيف أعرف عندما لا يعمل فاصل التجمع الغازي؟

أربع علامات، بالترتيب الذي تظهر فيه عادةً، ارتفاع ضغط التفاضل عبر العناصر، مما يشير إلى انسداد من قبل المواد الصلبة أو فيضان السائل،إذا كان الاتجاه ثابتًا بدلاً من التدريجي، تشير إلى المواد الصلبة بدلا من اضطراب العملية. السائل الذي يظهر أسفل التيار ، يتم اكتشافه إما عن طريق سلوك المعدات المحمية ،مثل الرغوة في موصل الجليكول أو ارتفاع الضغط التفاضلي في سرير المصفاة الجزيئية، أو عن طريق أخذ العينات والتحليل المباشر.يرتفع سرعة الغاز فوق سطح السائل ويعاد جذب السائل بغض النظر عن حالة العنصرو تغيير خطوة في الأداء بعد اضطراب العملية، تغيير حقن كيميائي أو تغيير زيت ضاغط،والتي تشير إلى تلوث الوسيط بدلا من فشل ميكانيكي وتتطلب عادة استبدال العنصر.