Дигидратор — устройство для обезвоживания газов¶

Дигидратор — аппаратное устройство, предназначенное для удаления влаги (водяного пара и свободной воды) из газовых потоков, чаще всего из природного газа или сжатого воздуха. Термин образован от латинского префикса di- («разделение, удаление») и греческого hydor («вода»). Дигидраторы применяются в газовой промышленности, компрессорных станциях, холодильной технике и системах подготовки сжатого воздуха, где присутствие влаги приводит к коррозии оборудования, образованию гидратов и ледяных пробок, а также к снижению качества конечного продукта.

¶Принцип работы

Основной задачей дигидратора является снижение точки росы газа — температуры, при которой водяной пар начинает конденсироваться. Устройство работает по одному из нескольких физических принципов:

• Конденсационный — охлаждение газа до температуры, при которой влага конденсируется и отделяется механически (сепарация).
• Адсорбционный — пропускание газа через слой гигроскопичного материала (силикагель, молекулярные сита, оксид алюминия), поглощающего водяной пар.
• Абсорбционный — контакт газа с гигроскопичными жидкостями (например, триэтиленгликолем), которые связывают влагу.
• Мембранный — использование полупроницаемых мембран, пропускающих молекулы воды, но задерживающих основной газ.

Выбор метода зависит от требуемой глубины осушения, рабочего давления, расхода газа и допустимых потерь.

¶Конструкция и устройство

Типичный конденсационный дигидратор представляет собой вертикальный или горизонтальный цилиндрический сосуд, внутри которого расположены элементы охлаждения (трубчатый теплообменник или испарительная камера) и сепарирующее устройство (влагоотделитель). Газ поступает в корпус, охлаждается, конденсированная влага стекает в нижнюю часть и отводится через дренажный клапан, а осушенный газ направляется дальше по технологической линии.

В адсорбционных дигидраторах, применяемых на компрессорных станциях газотранспортных систем, обычно используют два или более адсорберов, работающих по принципу «один работает — другой регенерируется». Насыщенный влагой адсорбент восстанавливается продувкой горячим газом или воздухом, после чего цикл повторяется. Такая схема обеспечивает непрерывность процесса.

¶Применение

¶Газовая промышленность

Основная область применения дигидраторов — подготовка природного газа к транспортировке по магистральным газопроводам. Удаление влаги необходимо для предотвращения образования гидратов метана — кристаллогидратов, которые забивают трубы даже при положительных температурах. По нормативам, точка росы газа в магистральном трубопроводе не должна превышать определённых значений (как правило, −5 °C при давлении до 5,5 МПа).

¶Компрессорное хозяйство

В системах сжатого воздуха дигидраторы (осушители) устанавливаются после компрессоров и обеспечивают подачу сухого воздуха к пневмоинструменту, приборам автоматики и технологическому оборудованию. Типичные требования — точка росы от +3 до +7 °C для обычных и до −40 °C для адсорбционных осушителей.

¶Холодильная техника

В холодильных установках дигидраторы-осушители (фильтры-осушители) устанавливают в жидкостную линию перед терморегулирующим вентилем. Их задача — удержать влагу и кислотные примеси, попадающие в контур при монтаже и ремонте, чтобы предотвратить образование ледяных пробок и коррозию компрессора.

¶Нефтехимия и прочие отрасли

Дигидраторы используются при подготовке попутного нефтяного газа, в системах вентиляции и кондиционирования, в лабораторной практике для осушения инертных газов.

¶Классификация

¶Технические характеристики

Основные параметры, определяющие выбор дигидратора:

• производительность (расход газа), м³/ч;
• рабочее давление, МПа;
• достижимая точка росы, °C;
• температура входящего газа;
• материал корпуса (углеродистая или нержавеющая сталь);
• тип и объём адсорбента (для адсорбционных моделей).

¶Недостатки и ограничения

Конденсационные дигидраторы ограничены по глубине осушения — они не могут понизить точку росы ниже температуры охлаждающей среды. Адсорбционные устройства эффективнее, но требуют регенерации адсорбента, периодической замены загрузки и дополнительных энергозатрат на продувку. Абсорбционные схемы с триэтиленгликолем широко применяются на газоперерабатывающих заводах, однако сопряжены с потерями гликоля и необходимостью его регенерации.

Источники:

• ГОСТ Р 55186-2012. Газ природный транспортируемый. Методы определения точки росы.
• Справочник газового хозяйства / под ред. В. Ф. Мурашова. — М.: Недра.
• Косарев В. А. Подготовка природного газа к транспортировке. — М.: Недра.
• Техническая энциклопедия компрессоростроения / под ред. Б. Л. Карпенко.
• Аронов И. З. Осушение сжатого воздуха. — Л.: Машиностроение.