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作者: 得銳自動化發(fā)表時間:2019-07-31 15:35:21瀏覽量:1734【小中大】
天然氣控制涉及的技術遠不止于氣流控制,它還牽涉到用來加工氣體的液體和固體物質。燃煤發(fā)電站就是個典型的例子。為了降低氮氧化物和氧化硫排放,中國實施了嚴厲的監(jiān)管法規(guī)。在這樣的背景下,發(fā)電行業(yè)在過去7年中投資了700多億美元。其中百分之一,即7億美元是用于閥門。僅一個國家的一個行業(yè),每年用于閥門的投資就超過了1億美元。
消除二氧化硫的方法是讓酸性氣流在石灰石淤漿中通過并發(fā)生反應。送到發(fā)電廠的石灰石可能已經研磨成細小顆粒,也可能是直徑1英寸的塊狀,需要用球磨機磨碎。如果是第一種情況,氣動傳輸系統(tǒng)需要用到天然氣閥門。如果是第二種情況,球磨機和旋流器構成的加工系統(tǒng)需要用到大量淤漿閥。
淤漿會被注入滌氣器中和氣流接觸,并不斷反復這過程。僅就一個鍋爐而言, 循環(huán)回路中的淤漿流率可達400,000gpm (加侖/分鐘)。由于淤漿兼具磨蝕性和腐蝕性,需要用到龐大而昂貴的嚴酷工況刀閘閥和其它閥門。
為了消除氮氧化物,需要讓氣體和氮反應物相接觸。氨水就是一種常用反應物,另一種方法是在現(xiàn)場將尿素轉化成氨。這一工藝需要用到大量閥門。
對于閥門供應商而言,天然氣閥門采購商的門檻并不高。在中國的五大電廠運營商中,每家旗下的燃煤發(fā)電產能都比西歐所有發(fā)電站的產能都高。十家中國大型污染排放企業(yè)加上若干歐美和日本供應商,他們采購的相關新閥門就已經占到同類產品總產量的一-半以上。
很多其它行業(yè)也在為凈化排氣而進行大力投資。美國有250家城市垃圾焚燒爐正在訂購氣體處理系統(tǒng),以便消除氣體中的汞、二氧化硫和其它酸性氣體。Babcock & Wilcox就是相關系統(tǒng)的供應商之 一。這家公司也是閥門的大買家,而且中是為燃煤電站和垃圾伙燒系統(tǒng)采購相關時門。典型的污水污泥必燒系統(tǒng)包含了洗濱工藝,需要用到反應介質閥和淤漿閥。
化工和化肥行業(yè)也要通過氣體處理系統(tǒng)去除污染雜質,而且他們的分離工藝也同樣需要氣體加工系統(tǒng)。制鉀行業(yè)對氣體處理的需求也很大,而且也是為這兩種目的。目前加拿大共有10個項目,大約需要投資300億美元。其去除污染雜質需要10億美元,而機械式蒸汽再壓縮等工藝需要的投資將會更多。
在食品行業(yè),機械式蒸汽再壓縮工藝被廣泛應用,以便提高蒸汽生產的效率。它也可以用在海水淡化、煉油等其它很多行業(yè),包括用于零液體排放系統(tǒng)(ZLD) ZLD系統(tǒng)供應商包括威立雅(Veolia),通用電氣和阿奎特(quaceh)。
油頁巖開采產生的廢氣需要處理后才能排放,這也是一大嶄新的市場。步北達科他省的后塵,懷俄明州上個月也頒布了法規(guī),禁止用火炬燃施上述廢氣,而是要收集并加以利用。由此產生的天然氣閥門需求將非??捎^。具體的處理方案不止一種,比如先轉化成液體。這中方案需要的閥門數(shù)量巨大,遠超過將廢氣直接運輸所需的數(shù)量。運營商不愿意回收和運輸廢氣還有其它原因,就是需要長途鋪裝小口徑管道和閥門。還有一種方法是“虛擬管道”,氣體先被轉化成LNG (液態(tài)天然氣), 可用作當?shù)剀囕v的燃料,或用卡車運到LNG調配中心。
中國和澳大利亞正在考慮是否采用“虛擬管道”解決方案。天然氣田往往和鐵礦、煤礦相鄰,而大型柴油礦車每年的燃油開支高達50萬美元,因此LNG是不錯的選擇。
油氣行業(yè)對天然氣閥門的需求極大。氣體提取和加工過程中的脫水工藝需要廣泛應用分子篩。在氣體加工領域使用的各種嚴酷工況閥門中,分子篩切換閥是個很典型的例子。
在任何以天然氣為生產原料的工廠中,分子篩脫水單元的作用都非常重要。在天然氣干燥、天然氣液提取和液化天然氣生產等各個環(huán)節(jié),分子篩脫水單元同樣也很關鍵。而對于分子篩脫水單元的高效運行,切換閥起著決定性作用。
切換閥在使用中要承受高溫和頻繁操作。沒有幾種閥門能夠在高溫、干燥甚至沖突性環(huán)境中,承受每年1000次的循環(huán)操作。零泄漏閥門對于分子篩的重要性極高,無論怎樣表達都不會夸張。在深度氣體干燥工藝中,只有采用零泄漏閥門,才有可能最大限度地純化天然氣液,并實現(xiàn)最優(yōu)化的生產工藝。一旦 切換閥發(fā)生泄漏,產品質量就會打折扣。不僅如此,泄漏的閥門會導致水合物的產生,繼而削弱催化效果。
干燥劑在再生過程中,一般都會釋放出含砂粉塵。粉塵會從反應塔中逃逸并進入管道和閥門。這種磨蝕性粉塵會很快磨催化效果。
干燥劑在再生過程中,一般都會釋放出含砂粉塵。粉塵會從反應塔中逃逸并進入管道和閥門。這種磨蝕性粉塵會很快磨損閥座和密封副。閥制造商會提醒相關企業(yè),要想實現(xiàn)穩(wěn)定的設備可用性和高效率的生產,在選擇閥門類型和材質時必須要慎重。正確的決策可以很大程度上避免閥座損壞的潛在風險,并優(yōu)化切換閥的密封性能。
天然氣閥門采購的決策方可能是油氣企業(yè),也可能是工程公司或硬件設備供應商。前面提到的UOP就是專門提供工藝技術和分子篩裝置的大型供應商。
由于需要脫汞,氣體加工的流程圖發(fā)生了改變。分子篩可以被設計成既能脫水又能脫汞。其中的難點在于,東南亞天然氣的汞含量比其它地區(qū)高出一個數(shù)量級子現(xiàn)有的汞含量控制設備,比如碳床,不能有效處理汞含量這么高的氣體。其后果不是保養(yǎng)成本上升,就是汞含量上升,而后者會導致下游含鋁設備的損壞。
應某油氣企業(yè)的委托,MeIlvaine設法幫他們尋找更好的脫汞解決方案。直接的搜尋工作并沒有帶來任何更好的方案,于是該油氣企業(yè)決定在英國投資搞研發(fā)。研發(fā)進行得很順利,成功開發(fā)出一種包含離子液體的顆粒狀反應物。Clariant公 司可以提供該技術。
由于很多天然氣加工工藝都在發(fā)展改良,而且大多數(shù)新技術都要用到嚴酷工況閥門,其材質和表面涂層必須承受非常規(guī)工況。對那些勇于面對艱巨挑戰(zhàn)的閥門企業(yè)而言,這無疑是個極有吸引力的市場。
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