RU2808094C1 - Pressure exchanger for gas processing - Google Patents

Pressure exchanger for gas processing Download PDF

Info

Publication number
RU2808094C1
RU2808094C1 RU2022123957A RU2022123957A RU2808094C1 RU 2808094 C1 RU2808094 C1 RU 2808094C1 RU 2022123957 A RU2022123957 A RU 2022123957A RU 2022123957 A RU2022123957 A RU 2022123957A RU 2808094 C1 RU2808094 C1 RU 2808094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
fluid
end cap
pressure
inlet
Prior art date
Application number
RU2022123957A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лиф Дж. ХАУГ
Original Assignee
Айзобарик Стретеджиз Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Айзобарик Стретеджиз Инк. filed Critical Айзобарик Стретеджиз Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2808094C1 publication Critical patent/RU2808094C1/en

Links

Abstract

FIELD: pressure exchanger.
SUBSTANCE: pressure exchanger includes a rotor including rotor channels extending parallel to the axis, a first end cap located on a first side of the rotor, and a second end cap located on a second side of the rotor. The rotor is configured to rotate about an axis, communicate the first fluid and the second fluid through the rotor channels, control the pressure of the first fluid or the second fluid discharged from the rotor, and allow at least a portion of the first fluid to contact the second end cover, thereby reducing or eliminating dead volume inside the rotor. The second fluid includes a supply volume that passes through the rotor passages.
EFFECT: pressure exchanger for gas processing is proposed.
20 cl, 6 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[0001] Эта заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/975503, поданной 12 февраля 2020 г., и непредварительной заявке на патент США № 17/169738, поданной 8 февраля 2021 г., раскрытия которых включены сюда посредством ссылки. [0001] This application claims benefit from US Provisional Patent Application No. 62/975503, filed February 12, 2020, and Non-Provisional US Patent Application No. 17/169738, filed February 8, 2021, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

[0002] Настоящее раскрытие относится к обменнику давления, и, более конкретно, к обменнику давления для переработки газа, который позволяет избежать разрушающих резких вибрирующих толчков (воздушного удара) за счет устранения или уменьшения мертвого объема в роторе обменника давления и обеспечить приточный объем для ротора. [0002] The present disclosure relates to a pressure exchanger, and more particularly to a pressure exchanger for gas processing, which avoids destructive sharp vibration shocks (air shock) by eliminating or reducing dead volume in the rotor of the pressure exchanger and providing supply volume to the rotor .

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0003] Обменник давления является устройством, которое может обменивать энергию давления между потоком текучей среды высокого давления и потоком текучей среды низкого давления. Обменники давления находят широкое применение в установках опреснения морской воды методом обратного осмоса (установках SWRO). Установки SWRO могут работать под давлением в диапазоне 60-70 бар (6-7 МПа), и в некоторых случаях может произойти катастрофический отказ из-за поступления воздуха с питательной водой низкого давления. В частности, повреждение может произойти, когда объемы воздуха захватываются в каналах ротора обменника давления и внезапно подвергаются воздействию и сжимаются водой под высоким давлением. Это воздействие может вызвать локализованное высокое давление на каналах ротора, которые обычно изготовлены из керамики, и повредить каналы ротора. Поэтому важно удалять воздух из морской воды, поступающей в одну из обе из сторон высокого и низкого давления. Например, воздух можно удалять через вентиляционное отверстие (клапан) на трубопроводе перед повышением давления потока. [0003] A pressure exchanger is a device that can exchange pressure energy between a high pressure fluid stream and a low pressure fluid stream. Pressure exchangers are widely used in seawater desalination plants using reverse osmosis (SWRO plants). SWRO units can operate at pressures in the range of 60-70 bar (6-7 MPa), and in some cases catastrophic failure may occur due to low pressure feedwater air. In particular, damage can occur when volumes of air become trapped in the pressure exchanger rotor passages and are suddenly exposed and compressed by high pressure water. This impact can cause localized high pressure on the rotor bores, which are typically made of ceramic, and damage the rotor bores. Therefore, it is important to remove air from seawater entering either the high or low pressure sides. For example, air can be removed through a vent (valve) in the pipeline before increasing the flow pressure.

[0004] В некоторых случаях обменник давления можно применять в процессе абсорбции, таком как переработка природного газа. Подобно обменнику давления, применяемому в установках SWRO, обменник давления может обменивать энергию давления между потоком текучей среды высокого давления и потоком текучей среды низкого давления при разделении двух потоков текучей среды барьером или границей раздела из жидкости, формируемым(ой) в роторе обменника давления. Например, барьер или граница раздела из жидкости может определяться объемом текучей среды, остающимся в канале ротора, (т.е. мертвым объемом) одного или обоих потоков. Обменник давления может использовать остающийся мертвый объем в роторе в качестве разделяющей границы раздела или барьера, предотвращая излишнее смешивание двух потоков текучей среды в роторе. Однако, в некоторых случаях, мертвый объем может вызывать частичное вытеснение потоков текучей среды по отношению ко всему объему канала и уменьшать полезную мощность обменника давления. Например, обменник давления, имеющий 40% мертвого объема в роторе, имеет возможность использовать только 60% от объема канала в качестве рабочего объема для пропускания потоков. [0004] In some cases, a pressure exchanger can be used in an absorption process such as natural gas processing. Similar to the pressure exchanger used in SWRO units, the pressure exchanger can exchange pressure energy between a high pressure fluid stream and a low pressure fluid stream by separating the two fluid streams by a barrier or fluid interface formed in the pressure exchanger rotor. For example, the barrier or interface from a liquid may be determined by the volume of fluid remaining in the rotor channel (ie, dead volume) of one or both streams. The pressure exchanger may use the remaining dead volume in the rotor as a separating interface or barrier, preventing unnecessary mixing of the two fluid streams in the rotor. However, in some cases, dead volume can cause partial displacement of fluid flows relative to the entire channel volume and reduce the useful capacity of the pressure exchanger. For example, a pressure exchanger having 40% dead volume in the rotor has the ability to use only 60% of the channel volume as working volume to pass flows.

[0005] Газообразный компонент, поступающий в обменник давления, также может вызывать отказы при переработке газа. Например, когда природный газ обрабатывают путем абсорбции сернистого газа в аминовом растворе, разделяющий объем (т.е. мертвый объем) в роторе может быть перенасыщенным, и некоторое количество газа может десорбироваться (отделяться) из аминового раствора. Если десорбированный (очищенный) газ попадает на сторону высокого давления ротора, то может произойти катастрофический отказ вследствие эффекта резких вибрирующих толчков, действующих на ротор, сжатым десорбированным газом. [0005] The gaseous component entering the pressure exchanger can also cause gas processing failures. For example, when natural gas is processed by absorbing sulfur dioxide in an amine solution, the separation volume (ie, dead volume) in the rotor may be supersaturated and some gas may desorb (separate) from the amine solution. If desorbed (purified) gas enters the high pressure side of the rotor, catastrophic failure may occur due to the effect of the sharp vibrating shocks exerted on the rotor by the compressed desorbed gas.

[0006] Обменник давления можно использовать в различных других областях применения, таких как поглощение CO2, содержащегося в морской воде, и подача насосом подготовленной морской воды к впуску высокого давления обменника давления. В некоторых случаях обменник давления можно использовать для обогащения кислородом (оксигенации) рыбоводческих хозяйств. [0006] The pressure exchanger can be used in various other applications, such as absorbing CO 2 contained in seawater and pumping treated seawater to the high pressure inlet of the pressure exchanger. In some cases, a pressure exchanger can be used for oxygenation in fish farms.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0007] Настоящее раскрытие описывает обменник давления для переработки газа, который может устранять или уменьшать мертвый объем в роторе обменника давления и обеспечивать приточный (промывочный) объем для ротора. Например, настоящее раскрытие описывает усовершенствованные методы управления потоком для достижения полного вытеснения объема канала и подачи притока низкого давления с предотвращением или уменьшением тем самым поступления десорбированного газа на сторону высокого давления ротора. [0007] The present disclosure describes a pressure exchanger for gas processing that can eliminate or reduce dead volume in a pressure exchanger rotor and provide a flush volume to the rotor. For example, the present disclosure describes improved flow control techniques to achieve complete displacement of the channel volume and supply a low pressure influx, thereby preventing or reducing the flow of desorbed gas to the high pressure side of the rotor.

[0008] В соответствии с одним аспектом объекта изобретения, описанным в этой заявке, обменник давления включает в себя ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно этой оси, и каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга. Обменник давления дополнительно включает в себя первую торцевую крышку, которая расположена с первой стороны ротора и образует первую пару отверстий (проходов), предназначенных для сообщения первой текучей среды, имеющей первую концентрацию, и вторую торцевую крышку, которая расположена со второй стороны ротора и образует вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения второй текучей среды, имеющей вторую концентрацию, отличающуюся от первой концентрации. Ротор выполнен с возможностью вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть множества каналов ротора, обмена энергией давления между первой текучей средой и второй текучей средой и подачи по меньшей мере части первой текучей среды ко второй торцевой крышке по каналам ротора, уменьшая или устраняя тем самым мертвый объем, содержащий смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора. [0008] In accordance with one aspect of the subject matter described in this application, a pressure exchanger includes a rotor configured to rotate about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to that axis, and each rotor channel extending between a first side and the second side of the rotor, which are spaced apart from each other. The pressure exchanger further includes a first end cap that is located on a first side of the rotor and defines a first pair of openings (passages) for communicating a first fluid having a first concentration, and a second end cap that is located on a second side of the rotor and defines a second a pair of holes configured to communicate a second fluid having a second concentration different from the first concentration. The rotor is rotatable relative to the first end cap and the second end cap by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels, exchanging pressure energy between the first fluid and the second fluid, and delivering at least a portion of the first fluid. fluid to the second end cap through the rotor passages, thereby reducing or eliminating a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor.

[0009] Реализации в соответствии с этим аспектом могут включать в себя один или более из следующих признаков. Например, вторая текучая среда может включать в себя приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора от второй стороны к первой стороне ротора. По меньшей мере одно из ротора, первой торцевой крышки или второй торцевой крышки может изменять скорость вращения ротора, тем самым управляя по меньшей мере одним из мертвого объема или приточного объема. В некоторых примерах ротор выполнен с возможностью устранения мертвого объема за счет снижения скорости вращения или увеличения расхода второй текучей среды, поступающей в ротор. [0009] Implementations in accordance with this aspect may include one or more of the following features. For example, the second fluid may include an inflow volume that passes through one or more of a plurality of rotor passages from a second side to a first side of the rotor. At least one of the rotor, the first end cap, or the second end cap may vary the speed of rotation of the rotor, thereby controlling at least one of the dead volume or the supply volume. In some examples, the rotor is configured to eliminate dead volume by reducing the rotation speed or increasing the flow rate of a second fluid entering the rotor.

[0010] В некоторых реализациях первая пара отверстий может включать в себя впуск высокого давления, выполненный с возможностью вводить в ротор первую текучую среду, имеющую первое высокое давление, и выпуск низкого давления выполненный с возможностью отводить из ротора первую текучую среду, имеющую первое низкое давление, меньшее первого высокого давления. Вторая пара отверстий может включать в себя впуск низкого давления, выполненный с возможностью вводить в ротор вторую текучую среду, имеющую второе низкое давление, и выпуск высокого давления, выполненный с возможностью отводить из ротора вторую текучую среду, имеющую второе высокое давление, превышающее второе низкое давление. В некоторых примерах ротор выполнен с возможностью вращения вокруг оси в направлении от впуска высокого давления к выпуску низкого давления. [0010] In some implementations, the first pair of openings may include a high pressure inlet configured to introduce a first fluid having a first high pressure into the rotor, and a low pressure outlet configured to withdraw a first fluid having a first low pressure from the rotor , less than the first high pressure. The second pair of openings may include a low pressure inlet configured to introduce into the rotor a second fluid having a second low pressure, and a high pressure outlet configured to withdraw from the rotor a second fluid having a second high pressure greater than the second low pressure. . In some examples, the rotor is rotatable about an axis in a direction from a high pressure inlet to a low pressure outlet.

[0011] В некоторых реализациях первая торцевая крышка может включать в себя первую область уплотнения, которая расположена между первой парой отверстий и обращена к первой стороне ротора, и вторая торцевая крышка может включать в себя вторую область уплотнения, которая расположена между второй парой отверстий и обращена ко второй стороне ротора. Ротор может вращаться, обеспечивая возможность по меньшей мере части первой текучей среды осуществлять контакт со второй областью уплотнения. В некоторых примерах ротор выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность концевой части приточного объема проходить от впуска низкого давления до выпуска низкого давления. [0011] In some implementations, the first end cap may include a first sealing area that is located between the first pair of openings and faces the first side of the rotor, and the second end cap may include a second sealing area that is located between the second pair of openings and facing to the second side of the rotor. The rotor may rotate to allow at least a portion of the first fluid to contact the second seal area. In some examples, the rotor is configured to rotate to allow the end portion of the supply volume to extend from the low pressure inlet to the low pressure outlet.

[0012] В некоторых реализациях крайний снаружи канал ротора из множества каналов ротора предназначен для сообщения второй текучей среды между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой. В некоторых примерах центральный канал ротора из множества каналов ротора предназначен для сообщения первой текучей среды между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой. В некоторых примерах ширина впуска низкого давления превышает ширину выпуска высокого давления, а ширина выпуска низкого давления превышает ширину впуска высокого давления. [0012] In some implementations, the outermost rotor channel of the plurality of rotor channels is configured to communicate a second fluid between the first end cap and the second end cap. In some examples, a central rotor channel of the plurality of rotor channels is configured to communicate a first fluid between the first end cap and the second end cap. In some examples, the width of the low pressure inlet is greater than the width of the high pressure outlet, and the width of the low pressure outlet is greater than the width of the high pressure inlet.

[0013] В соответствии с другим аспектом, обменник давления включает в себя ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно этой оси, и каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга. Обменник давления дополнительно включает в себя первую торцевую крышку, расположенную с первой стороны ротора, и вторую торцевую крышку, расположенную со второй стороны ротора. Первая торцевая крышка образует первый впуск, выполненный с возможностью принимать первую текучую среду, имеющую первую концентрацию, и второй впуск, выполненный с возможностью принимать вторую текучую среду, имеющую вторую концентрацию, отличающуюся от первой концентрации. Вторая торцевая крышка образует первый выпуск, который обращен ко второму впуску и выполнен с возможностью отводить первую текучую среду, и второй выпуск, который обращен к первому впуску и выполнен с возможностью отводить вторую текучую среду. Ротор выполнен с возможностью вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть множества каналов ротора, обмена энергией давления между первой текучей средой и второй текучей средой и подачи по меньшей мере части первой текучей среды ко второй торцевой крышке по каналам ротора, тем самым уменьшая или устраняя мертвый объем, содержащий смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора. [0013] According to another aspect, the pressure exchanger includes a rotor configured to rotate about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to the axis, and each rotor channel extending between a first side and a second side of the rotor, which spaced apart from each other. The pressure exchanger further includes a first end cap located on a first side of the rotor and a second end cap located on a second side of the rotor. The first end cap defines a first inlet configured to receive a first fluid having a first concentration, and a second inlet configured to receive a second fluid having a second concentration different from the first concentration. The second end cap defines a first outlet that faces the second inlet and is configured to discharge the first fluid, and a second outlet that faces the first inlet and is configured to discharge the second fluid. The rotor is rotatable relative to the first end cap and the second end cap by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels, exchanging pressure energy between the first fluid and the second fluid, and delivering at least a portion of the first fluid. fluid to the second end cap through the rotor passages, thereby reducing or eliminating a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor.

[0014] Реализации в соответствии с этим аспектом могут включать в себя один или более из следующих признаков. Например, вторая текучая среда может включать в себя приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора от первой стороны до второй стороны ротора, и по меньшей мере одно из ротора первой торцевой крышки или второй торцевой крышки выполнено с возможностью изменять скорость вращения ротора, тем самым управляя по меньшей мере одним из мертвого объема или приточного объема. В некоторых примерах ротор выполнен с возможностью устранять мертвый объем за счет снижения скорости вращения или увеличения расхода второй текучей среды, поступающей в ротор. [0014] Implementations in accordance with this aspect may include one or more of the following features. For example, the second fluid may include an inflow volume that passes through one or more of a plurality of rotor passages from a first side to a second side of the rotor, and at least one of the first end cap rotor or the second end cap rotor is configured to vary the rotation speed rotor, thereby controlling at least one of the dead volume or the supply volume. In some examples, the rotor is configured to eliminate dead volume by reducing the rotation speed or increasing the flow rate of a second fluid entering the rotor.

[0015] В некоторых реализациях первый впуск может быть впуском высокого давления, выполненным с возможностью вводить в ротор первую текучую среду, имеющую первое высокое давление, а первый выпуск может быть выпуском низкого давления, выполненным с возможностью отводить из ротора первую текучую среду, имеющую первое низкое давление, меньшее первого высокого давления. Второй впуск может быть впуском низкого давления, выполненным с возможностью вводить в ротор вторую текучую среду, имеющую второе низкое давление, а второй выпуск может быть выпуском высокого давления, выполненным с возможностью отводить из ротора вторую текучую среду, имеющую второе высокое давление, превышающее второе низкое давление. [0015] In some implementations, the first inlet may be a high pressure inlet configured to introduce a first fluid having a first high pressure into the rotor, and the first outlet may be a low pressure outlet configured to withdraw a first fluid having a first pressure from the rotor. low pressure less than the first high pressure. The second inlet may be a low pressure inlet configured to introduce into the rotor a second fluid having a second low pressure, and the second outlet may be a high pressure outlet configured to withdraw from the rotor a second fluid having a second high pressure greater than the second low pressure. pressure.

[0016] В соответствии с другим аспектом, система для переработки сернистого газа включает в себя контактный реактор, который образует впуск газа, выполненный с возможностью принимать необработанный газ, имеющий первую степень концентрации, выпуск газа, выполненный с возможностью отводить обработанный газ, имеющий вторую степень концентрации, меньшую первой степени концентрации, выпуск жидкости, выполненный с возможностью отводить первую текучую среду, имеющую первую концентрацию, и впуск жидкости, выполненный с возможностью принимать вторую текучую среду, имеющую вторую концентрацию, меньшую первой концентрации. Контактный реактор выполнен с возможностью выдавать обработанный газ и первую текучую среду за счёт контакта между необработанным газом и второй текучей средой. Система дополнительно включает в себя бак, выполненный с возможностью хранить вторую текучую среду и выпускать вторую текучую среду, и обменник давления, расположенный между баком и контактным реактором и выполненный с возможностью принимать первую текучую среду из контактного реактора и вторую текучую среду из бака. Обменник давления включает в себя ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно этой оси, и каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга. Обменник давления дополнительно включает в себя первую торцевую крышку, которая расположена с первой стороны ротора и образует первую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды, и вторую торцевую крышку, которая расположена со второй стороны ротора и образует вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды. Ротор выполнен с возможностью вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть множества каналов ротора, обмена энергией давления между первой текучей средой и второй текучей средой и подачи по меньшей мере части первой текучей среды ко второй торцевой крышке по каналам ротора, тем самым уменьшая или устраняя мертвый объем, содержащий смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора. Вторая текучая среда может включать в себя приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора между одним из первой пары отверстий и одним из второй пары отверстий. [0016] According to another aspect, a sour gas processing system includes a contact reactor that defines a gas inlet configured to receive untreated gas having a first degree of concentration, a gas outlet configured to discharge treated gas having a second degree concentration less than the first degree of concentration, a liquid outlet configured to discharge a first fluid having a first concentration, and a liquid inlet configured to receive a second fluid having a second concentration less than the first concentration. The contact reactor is configured to supply the treated gas and the first fluid due to contact between the untreated gas and the second fluid. The system further includes a tank configured to store the second fluid and release the second fluid, and a pressure exchanger located between the tank and the contact reactor and configured to receive the first fluid from the contact reactor and the second fluid from the tank. The pressure exchanger includes a rotor rotatable about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to the axis, and each rotor channel extending between a first side and a second side of the rotor that are spaced apart from each other. The pressure exchanger further includes a first end cap that is located on a first side of the rotor and defines a first pair of openings for communicating one or both of the first fluid and a second fluid, and a second end cap that is located on a second side of the rotor and defines a second pair of openings configured to communicate one or both of the first fluid and the second fluid. The rotor is rotatable relative to the first end cap and the second end cap by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels, exchanging pressure energy between the first fluid and the second fluid, and delivering at least a portion of the first fluid. fluid to the second end cap through the rotor passages, thereby reducing or eliminating a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor. The second fluid may include an inflow volume that passes through one or more of a plurality of rotor passages between one of the first pair of openings and one of the second pair of openings.

[0017] Реализации в соответствии с этим аспектом могут включать в себя один или более из следующих признаков. Например, система может дополнительно включать в себя регенератор (реверсивный/регенеративный теплообменник), включающий в себя резервуар, выполненный с возможностью принимать первую текучую среду из обменника давления, при этом регенератор выполнен с возможностью образовывать вторую текучую среду из первой текучей среды и подавать вторую текучую среду в бак. В некоторых примерах бак расположен на более высоком уровне по сравнению с обменником давления относительно земли. В некоторых реализациях система может дополнительно включать в себя насос, расположенный между регенератором и баком и выполненный с возможностью подавать вторую текучую среду из регенератора в бак. Кроме того, обменник давления системы может включать в себя признаки вышеописанных обменников давления. [0017] Implementations in accordance with this aspect may include one or more of the following features. For example, the system may further include a regenerator (reversible/regenerative heat exchanger) including a reservoir configured to receive a first fluid from the pressure exchanger, wherein the regenerator is configured to form a second fluid from the first fluid and supply a second fluid medium into the tank. In some examples, the tank is located at a higher level than the pressure exchanger relative to the ground. In some implementations, the system may further include a pump located between the regenerator and the tank and configured to supply a second fluid from the regenerator to the tank. In addition, the system pressure exchanger may include features of the pressure exchangers described above.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0018] Фиг. 1 - вид в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающий пример обменника давления в предшествующем уровне техники. [0018] FIG. 1 is a sectional view along a cylindrical surface showing an example of a pressure exchanger in the prior art.

[0019] Фиг. 2 показывает пример зависимости объема смешения от притока низкого давления обменника давления в предшествующем уровне техники. [0019] FIG. 2 shows an example of the dependence of the mixing volume on the low pressure inflow of a pressure exchanger in the prior art.

[0020] Фиг. 3 - вид в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающий пример обменника давления для переработки природного газа в предшествующем уровне техники. [0020] FIG. 3 is a sectional view along a cylindrical surface showing an example of a pressure exchanger for processing natural gas in the prior art.

[0021] Фиг. 4 - вид в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающий пример обменника давления и управления потоком для переработки газа в соответствии с настоящим раскрытием. [0021] FIG. 4 is a cylindrical sectional view showing an example of a pressure and flow control exchanger for gas processing in accordance with the present disclosure.

[0022] Фиг. 5 - вид в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающий другой пример обменника давления и управления потоком для переработки газа в соответствии с настоящим раскрытием. [0022] FIG. 5 is a cylindrical sectional view showing another example of a pressure and flow control exchanger for gas processing in accordance with the present disclosure.

[0023] Фиг. 6 - вид, показывающий пример системы для переработки газа, включающей в себя обменник давления в соответствии с настоящим раскрытием. [0023] FIG. 6 is a view showing an example of a gas processing system including a pressure exchanger in accordance with the present disclosure.

[0024] Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах указывают на одинаковые элементы. [0024] Like reference numerals in different drawings indicate like elements.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0025] Ниже описаны один или более вариантов осуществления (реализаций) настоящего раскрытия. Эти описанные реализации являются всего лишь примерами настоящего раскрытия. Как подробно обсуждено ниже, описанные реализации относятся в общем к переработке природного газа и, в частности, к установке аминовой переработки (очистки) газа, которая перерабатывает природный газ с использованием водных растворов аминов. [0025] One or more embodiment(s) of the present disclosure are described below. These described implementations are merely examples of the present disclosure. As discussed in detail below, the described implementations relate generally to natural gas processing and, in particular, to an amine gas processing plant that processes natural gas using aqueous solutions of amines.

[0026] Настоящее раскрытие описывает один или более примеров обменника давления для переработки газа, который может устранять или уменьшать мертвый объем в роторе обменника давления и обеспечивать приточный объем для ротора. Настоящее раскрытие описывает также систему для переработки газа, включающую в себя обменник давления. [0026] The present disclosure describes one or more examples of a pressure exchanger for gas processing that can eliminate or reduce dead volume in a pressure exchanger rotor and provide supply volume to the rotor. The present disclosure also describes a gas processing system including a pressure exchanger.

[0027] В некоторых реализациях обменник давления может применяться для аминовой переработки газа и способствовать предотвращению проникания газа (например, CO2, H2S и т.п.), десорбированному из перенасыщенного аминового раствора, на сторону высокого давления. Обменник давления может снижать риск повреждения обменника давления (например, ротора) из-за эффекта резких вибрирующих толчков газа под давлением. В частности, настоящее раскрытие описывает один или более режимов работы для обеспечения полного вытеснения объема канала и подачи дополнительного приточного объема через ротор обменника давления. В некоторых реализациях ротор может работать без какого-либо мертвого объема, разделяющего каждый технологический поток. [0027] In some implementations, a pressure exchanger may be used for amine gas processing and help prevent gas (eg, CO 2 , H 2 S, etc.) desorbed from the supersaturated amine solution from entering the high pressure side. A pressure exchanger can reduce the risk of damage to the pressure exchanger (eg rotor) due to the effect of sudden vibrating shocks of pressurized gas. In particular, the present disclosure describes one or more modes of operation to ensure complete displacement of the channel volume and supply additional supply volume through the pressure exchanger rotor. In some implementations, the rotor may operate without any dead volume separating each process stream.

[0028] В некоторых реализациях поток обедненного амина может подаваться в обменник давления под действием силы тяжести из приподнятого бака. Например, бак может располагаться в положении по вертикали выше, чем обменник давления относительно уровня земли. В некоторых примерах система может включать в себя питающий насос, соединенный последовательно с баком и выполненный с возможностью подачи непрерывного потока в бак. В некоторых примерах бак может располагаться в приподнятом положении относительно обменника давления, чтобы подавать непрерывный поток в обменник давления и обеспечивать время на отключение циркуляционного насоса высокого давления (например, бустерного насоса для перекачивания обогащенного амина) от системы до того, как какое-нибудь количество десорбированного газа достигнет каналов ротора обменника давления и вызовет резкие вибрирующие толчки. [0028] In some implementations, the lean amine stream may be fed to the pressure exchanger by gravity from an elevated tank. For example, the tank may be located in a vertical position higher than the pressure exchanger relative to ground level. In some examples, the system may include a feed pump connected in series with the tank and configured to supply a continuous flow to the tank. In some examples, the tank may be positioned in an elevated position relative to the pressure exchanger to provide continuous flow to the pressure exchanger and provide time for the high pressure circulation pump (e.g., a rich amine booster pump) to be disconnected from the system before any amount is desorbed. gas will reach the pressure exchanger rotor channels and cause sharp vibrating shocks.

[0029] В некоторых реализациях, во избежание необходимости очень высокого подъема бака, обменник давления может включать в себя проходы низкого давления (например, каналы, трубопроводы), которые имеют значительно большую ширину, чем ширина проходов высокого давления. Большая ширина может также способствовать снижению перепада давления («dP») или потерь энергии в проходах низкого давления. [0029] In some implementations, to avoid the need for very high tank lifts, the pressure exchanger may include low pressure passages (eg, channels, conduits) that are significantly wider than the width of the high pressure passages. Larger widths can also help reduce pressure drop (“dP”) or energy loss in low-pressure passages.

[0030] Фиг. 1 является видом в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающим пример работы обменника давления в предшествующем уровне техники, используемого в качестве устройства рекуперации энергии (ERD) в процессе промышленного SWRO. [0030] FIG. 1 is a cylindrical sectional view showing an example of the operation of a prior art pressure exchanger used as an energy recovery device (ERD) in an industrial SWRO process.

[0031] Например, обменник давления включает в себя ротор 5, расположенный между парой торцевых крышек 14 и 15, которые обращены к потокам высокого давления и потоками низкого давления. Торцевые крышки 14 и 15 могут включать в себя области 8 и 9 уплотнения, которые располагаются в центральных зонах торцевых крышек, соответственно. Кроме того, внешние части торцевых крышек 14 и 15 также могут соответствовать областям уплотнения. Ротор 5 может включать в себя несколько каналов ротора, которые простираются через внутреннюю часть ротора 5. Ротор 5 может быть расположен между потоками высокого давления и низкого давления и выполнен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через области 8 и 9 уплотнения. [0031] For example, a pressure exchanger includes a rotor 5 positioned between a pair of end caps 14 and 15 that face high pressure streams and low pressure streams. The end caps 14 and 15 may include seal areas 8 and 9 that are located in the central regions of the end caps, respectively. In addition, the outer portions of the end caps 14 and 15 may also correspond to the sealing areas. The rotor 5 may include a plurality of rotor channels that extend through the interior of the rotor 5. The rotor 5 may be located between the high pressure and low pressure flows and is rotatable about an axis passing through the seal regions 8 and 9.

[0032] Торцевая крышка 14 может содержать множество отверстий, соединенных с впускным каналом 12 и выпускным каналом 13. Например, торцевая крышка 14 включает в себя первое отверстие, соединенное с впускным каналом 12 и выполненное с возможностью принимать подаваемую морскую воду 1 низкого давления, имеющую минерализацию (солёность) C1, и второе отверстие, соединенное с выпускным каналом 13 и выполненное с возможностью отводить отводимую морскую воду 3 высокого давления, имеющую солёность C1. [0032] The end cap 14 may include a plurality of openings connected to the inlet port 12 and the outlet port 13. For example, the end cap 14 includes a first opening coupled to the inlet port 12 and configured to receive low pressure seawater supply 1 having salinity (salinity) C 1 , and a second hole connected to the outlet channel 13 and configured to discharge high pressure discharge sea water 3 having salinity C 1 .

[0033] Торцевая крышка 15 может образовывать множество отверстий, соединенных с впускным каналом 10 и выпускным каналом 11. Например, торцевая крышка 15 включает в себя первое отверстие, соединенное с впускным каналом 10 и выполненное с возможностью принимать подаваемый рассол 4 высокого давления, имеющий солёность C0, и второе отверстие, соединенное с выпускным каналом 11 и выполненное с возможностью отводить отводимый рассол 2 низкого давления, имеющий солёность C0. Солёность (C0) подаваемого рассола 4 может быть выше солёности (C1) подаваемой морской воды 1. [0033] The end cap 15 may define a plurality of openings connected to the inlet port 10 and the outlet port 11. For example, the end cap 15 includes a first opening coupled to the inlet port 10 and configured to receive high pressure brine 4 having salinity. C 0 , and a second hole connected to the outlet channel 11 and configured to discharge the low pressure bleed brine 2 having a salinity of C 0 . The salinity (C 0 ) of the supplied brine 4 may be higher than the salinity (C 1 ) of the supplied seawater 1.

[0034] Подаваемая морская вода 1 при перемещении в направлении от области 9 уплотнения к торцевой крышке 15 может постепенно перемещать мертвый объем 6 в роторе 5 к торцевой крышке 15. Например, мертвый объем 6 может составлять примерно 40% от общего объема канала ротора 5 и оставаться в роторе 5. За счёт вращения ротора 5 мертвый объем 6 при перемещении к торцевой крышке 15 может вытеснять объем 7 рассола в роторе 5 через выпускной канал 11 низкого давления. Рабочий объем может составлять примерно 60% от общего объема канала. [0034] The supplied seawater 1, when moving in the direction from the seal area 9 to the end cap 15, can gradually move the dead volume 6 in the rotor 5 towards the end cap 15. For example, the dead volume 6 may be approximately 40% of the total volume of the rotor 5 bore and remain in the rotor 5. Due to the rotation of the rotor 5, the dead volume 6, when moving to the end cover 15, can displace the brine volume 7 in the rotor 5 through the low-pressure outlet channel 11. The working volume can be approximately 60% of the total volume of the channel.

[0035] Как показано на фиг. 1, мертвый объем 6 может разделять разные потоки и оставаться в каналах ротора, колеблясь вперед-назад вдоль оси ротора 5 в течение каждого оборота ротора 5. Например, мертвый объем может разделять подаваемую морскую воду 1 и отводимый рассол 2 и разделять подаваемый рассол 4 и отводимую морскую воду 3. Мертвый объем 6 может определять градиент солёности, имеющий солёность C0 на границе раздела рассола с мертвым объемом и солёность C1 на границе раздела морской воды с мертвым объемом. Например, на фиг. 1 показано в виде серой шкалы множество участков мертвого объема 6 в каналах ротора. Мертвый объем 6 может обеспечивать низкий уровень смешивания между рассолом и морской водой. [0035] As shown in FIG. 1, the dead volume 6 can separate the different flows and remain in the rotor channels, oscillating back and forth along the axis of the rotor 5 during each revolution of the rotor 5. For example, the dead volume can separate the seawater feed 1 and the brine outlet 2 and separate the brine feed 4 and discharged seawater 3. Dead volume 6 can define a salinity gradient having salinity C 0 at the interface of the brine with the dead volume and salinity C 1 at the interface of seawater with the dead volume. For example, in FIG. 1 shows in the form of a gray scale many areas of dead volume 6 in the rotor channels. The dead volume 6 can provide a low level of mixing between brine and seawater.

[0036] Фиг. 2 является графиком, показывающим пример отношения между объемом смешения и притоком низкого давления в обменнике давления в предшествующем уровне техники. Например, при сбалансированном управлении потоком, когда расход подаваемой морской воды 1 на входе (смотри фиг. 1) равен расходу отводимой морской воды 3 высокого давления, степень притока в ERD соответствует 0% на фиг. 2. При сбалансированном управлении потоком может быть примерно 6% объемное смешение между подаваемой морской водой 1 на входе и подаваемым рассолом 4 в роторе 5. [0036] FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the mixing volume and the low pressure inflow in a pressure exchanger in the prior art. For example, under balanced flow control, when the flow rate of the inlet seawater supply 1 (see FIG. 1) is equal to the flow rate of the high pressure outlet seawater 3, the inflow rate in the ERD corresponds to 0% in FIG. 2. With balanced flow control, there can be approximately 6% volumetric mixing between seawater feed 1 at the inlet and brine feed 4 in rotor 5.

[0037] При положительной степени притока в ERD, расход подаваемой морской воды 1 на входе превосходит расход отводимой морской воды 3 высокого давления. Таким образом, по меньшей мере некоторая часть избыточной подаваемой морской воды 1 может выводиться через выпускной канал 11 низкого давления и, следовательно, снижать солёность отводимого рассола 2. Напротив, при отрицательной степени притока в ERD, расход подаваемого рассола 4 на входе превосходит расход отводимого рассола 2 низкого давления. Таким образом, по меньшей мере некоторая часть избыточного подаваемого рассола 4 может выводиться через выпускной канал 13 высокого давления и, следовательно, повышать солёность отводимой морской воды 3 высокого давления. [0037] When the inflow rate in the ERD is positive, the flow rate of the inlet seawater supply 1 exceeds the flow rate of the high pressure outlet seawater 3. Thus, at least some of the excess feed seawater 1 can be discharged through the low pressure outlet 11 and therefore reduce the salinity of the bleed brine 2. In contrast, with a negative inflow rate into the ERD, the inlet flow rate of the feed brine 4 exceeds the flow rate of the bleed brine 2 low pressure. Thus, at least some of the excess brine feed 4 can be discharged through the high pressure outlet passage 13 and, therefore, increase the salinity of the high pressure seawater outlet 3.

[0038] В некоторых примерах, базирующихся на кривой смешения на фиг. 2, объем смешения в роторе 5 можно уменьшать путем подачи подходящего уровня притока низкого давления (например, путем увеличения расхода подаваемой морской воды 1). Однако, по мере того, как расход подаваемого вещества при низком давлении (например, подаваемой морской воды 1) увеличивается, может повышаться также стоимость предварительной обработки. Таким образом, подходящий уровень притока низкого давления может быть менее чем или равным 5% для экономической эффективности. [0038] In some examples based on the mixing curve in FIG. 2, the mixing volume in the rotor 5 can be reduced by supplying a suitable level of low pressure inflow (for example, by increasing the flow rate of the seawater feed 1). However, as the flow rate of the low pressure feed (eg seawater feed 1) increases, the cost of pre-treatment may also increase. Thus, a suitable low pressure inflow level may be less than or equal to 5% for economic efficiency.

[0039] Фиг. 3 является видом в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающим пример работы обменника давления для переработки природного газа в предшествующем уровне техники. Например, обменник давления, описанный выше со ссылкой на фиг. 1 для SWRO, можно применять для переработки природного газа. В этом примере впускной канал 12 низкого давления может принимать поток 1 обедненного амина, имеющий концентрацию C1 газа (эквивалент подаваемой морской воды 1 на фиг. 1), а выпускной канал 13 высокого давления может отводить отводимый поток 3 обедненного амина. Впускной канал 10 высокого давления может принимать поток 4 обогащенного амина, имеющего концентрацию C0 газа (эквивалент подаваемого рассола 4 на фиг. 1), а выпускной канал 11 низкого давления может отводить поток 2 обогащенного амина. Концентрация C0 может быть выше концентрации C1. При переработке газа концентрации C0 и C1 могут представлять массовые доли коррозионных или нежелательных газов, абсорбированных в потоке жидкости. [0039] FIG. 3 is a sectional view along a cylindrical surface showing an example of the operation of a pressure exchanger for processing natural gas in the prior art. For example, the pressure exchanger described above with reference to FIG. 1 for SWRO, can be used for natural gas processing. In this example, the low pressure inlet passage 12 may receive a lean amine stream 1 having a gas concentration C 1 (equivalent to the seawater feed 1 in FIG. 1), and the high pressure outlet passage 13 may discharge a lean amine exhaust stream 3. The high pressure inlet port 10 may receive a rich amine stream 4 having a concentration of C 0 gas (equivalent to the brine feed 4 in FIG. 1), and the low pressure outlet port 11 may discharge a rich amine stream 2. The concentration of C0 may be higher than the concentration of C1 . In gas processing, the C0 and C1 concentrations may represent the mass fractions of corrosive or undesirable gases absorbed into the liquid stream.

[0040] Поток 4 обогащенного амина высокого давления может быть подвергнут снижению давления с помощью обменника давления и обменивается энергией давления с потоком 1 обедненного амина. В этом процессе некоторое количество газа, включенного в поток 4 обогащенного амина, может десорбироваться (например, поток обезгаживается) внутри мертвого объема каналов ротора сразу после того, как давление сбрасывается. Как объяснено выше со ссылкой на фиг. 1, мертвый объем 6 остается в каналах ротора и совершает возвратно-поступательное движение между сторонами потоков высокого и низкого давления (например, торцевыми крышками 14 и 15). Например, мертвый объем 6 может занимать примерно 40% от объема канала ротора 5. [0040] The high pressure rich amine stream 4 may be subjected to pressure reduction by a pressure exchanger and exchanges pressure energy with the lean amine stream 1. In this process, some of the gas included in the rich amine stream 4 may be desorbed (eg, the stream is degassed) within the dead volume of the rotor passages immediately after the pressure is released. As explained above with reference to FIG. 1, the dead volume 6 remains in the rotor channels and reciprocates between the high and low pressure flow sides (for example, end caps 14 and 15). For example, dead volume 6 can occupy approximately 40% of the volume of the rotor channel 5.

[0041] Десорбированный газ 16 может быть помехой успешному применению обменника давления для переработки природного газа. В частности, десорбированный газ 16 может внезапно уменьшать свой объем или сжиматься в потоке 4 обогащенного амина высокого давления, создавая резкие вибрирующие толчки 17, действующие на ротор 5, который вращается от сторон низкого давления (например, трубы или канала 11) к сторонам высокого давления (например, трубе или каналу 10). Резкие вибрирующие толчки 17 могут вызывать удар или воздействие на стенки каналов ротора в роторе 5, что может повредить обменник давления или сократить срок службы обменника давления. [0041] Desorbed gas 16 may interfere with the successful application of the pressure exchanger for natural gas processing. In particular, the desorbed gas 16 may suddenly decrease in volume or be compressed in the high pressure enriched amine stream 4, creating sharp vibrating shocks 17 acting on the rotor 5, which rotates from the low pressure sides (for example, pipe or channel 11) to the high pressure sides (for example, pipe or channel 10). The sudden vibrating shocks 17 may cause shock or impact to the walls of the rotor passages in the rotor 5, which may damage the pressure exchanger or shorten the life of the pressure exchanger.

[0042] В некоторых примерах для уменьшения объема смешения в роторе 5 и десорбированного газа 16 можно применить приток низкого давления потока 1 обедненного амина. Однако, поскольку мертвый объем занимает примерно 40% от объема канала в примере, показанном на фиг. 3, добавление примерно 5% приточного объема все еще может оставить нетронутой значительную часть мертвого объема 6. Таким образом, десорбированный газ 16 может оставаться в роторе 5 и создавать неприемлемую угрозу безопасной работе обменника давления для переработки газа вследствие резких вибрирующих толчков 17 десорбированного газа 16, поступающего на сторону высокого давления. [0042] In some examples, a low pressure influx of lean amine stream 1 may be used to reduce the volume of mixing in rotor 5 and desorbed gas 16. However, since the dead volume occupies approximately 40% of the channel volume in the example shown in FIG. 3, adding approximately 5% of the supply volume may still leave a significant portion of the dead volume 6 intact. Thus, the desorbed gas 16 may remain in the rotor 5 and pose an unacceptable threat to the safe operation of the gas processing pressure exchanger due to the sharp vibrating shocks 17 of the desorbed gas 16. entering the high pressure side.

[0043] Выпускной канал 11 низкого давления может переносить поток 2 обогащенного амина, который соответствует рабочему объему, составляющему, например, 60% от объема канала, за вычетом мертвого объема 6 (например, 40% от объема канала). Рабочий объем также может включать в себя газ, десорбированный из потока 2 обогащенного амина на стороне низкого давления, (например, показанный белыми точками в потоке 2 обогащенного амина на фиг. 3). Весь десорбированный газ или его большая часть в потоке 2 обогащенного амина переносится вне каналов ротора и поэтому не поступает на сторону высокого давления ротора 5. Таким образом, десорбция газа в рабочем объеме не будет вызывать никакого эффекта резких вибрирующих толчков на обменник давления, тогда как десорбция газа в мертвом объеме 6 будет вызывать возникновение резких вибрирующих толчков 17. [0043] The low pressure outlet channel 11 can carry a rich amine stream 2 that corresponds to a working volume of, for example, 60% of the channel volume minus a dead volume 6 (for example, 40% of the channel volume). The working volume may also include gas stripped from the low pressure side rich amine stream 2 (eg, shown as white dots in the rich amine stream 2 in FIG. 3). All or most of the desorbed gas in the rich amine stream 2 is carried outside the rotor channels and therefore does not enter the high pressure side of the rotor 5. Thus, gas desorption in the working volume will not cause any sharp vibrating shock effect on the pressure exchanger, whereas desorption gas in the dead volume 6 will cause sharp vibrating shocks 17.

[0044] Фиг. 4 является видом в разрезе по цилиндрической поверхности, показывающим пример работы обменника давления и управления потоком для переработки газа в соответствии с настоящим раскрытием. [0044] FIG. 4 is a cylindrical sectional view showing an example of operation of a pressure exchanger and flow control for gas processing in accordance with the present disclosure.

[0045] Обменник 100 давления может включать в себя ротор 105, который расположен между парой торцевых крышек 114 и 115 и который выполнен с возможностью вращения вокруг оси 122. Ротор 105 может образовывать множество каналов 120 ротора, которые простираются параллельно оси 122. Каждый из каналов 120 ротора простирается через ротор 105 вдоль оси 122 и соединяет первую сторону, обращенную к первой торцевой крышке (например, торцевой крышке 115), и вторую сторону, обращенную ко второй торцевой крышке (например, торцевой крышке 114). [0045] The pressure exchanger 100 may include a rotor 105 that is located between a pair of end caps 114 and 115 and that is rotatable about an axis 122. The rotor 105 may define a plurality of rotor channels 120 that extend parallel to the axis 122. Each of the channels Rotor 120 extends through rotor 105 along axis 122 and connects a first side facing a first end cap (eg, end cap 115) and a second side facing a second end cap (eg, end cap 114).

[0046] Ротор 105 может вращаться относительно торцевых крышек 114 и 115 различными приводными механизмами. Например, ротор 105 может вращаться механически вокруг вала, который простирается вдоль оси 122. Вал может вращаться приводным устройством, таким как двигатель. В некоторых реализациях ротор 105 (или вал ротора 105) может быть выполнен с возможностью вращения потоком, поступающим в ротор 105. Например, обменник 100 давления может дополнительно включать в себя наклонную конструкцию, которая включает в себя наклонную поверхность относительно оси 122. Наклонная поверхность наклонной конструкции может быть выполнена обращенной к и с возможностью осуществления контакта с набегающими потоками (например, потоком 101 обедненного амина или потоком 104 обогащенного амина). За счёт давления набегающих потоков, прикладываемого к наклонной поверхности наклонной конструкции, ротор 105 может вращаться вокруг вала относительно торцевых крышек 114 и 115. [0046] The rotor 105 can be rotated relative to the end caps 114 and 115 by various drive mechanisms. For example, the rotor 105 may rotate mechanically about a shaft that extends along an axis 122. The shaft may be rotated by a drive device such as a motor. In some implementations, the rotor 105 (or the shaft of the rotor 105) may be configured to be rotated by the flow entering the rotor 105. For example, the pressure exchanger 100 may further include an inclined structure that includes an inclined surface about the axis 122. The inclined surface is inclined the structure may be configured to face and be in contact with incoming streams (eg, lean amine stream 101 or rich amine stream 104). Due to the free-stream pressure applied to the inclined surface of the inclined structure, the rotor 105 can rotate around the shaft relative to the end caps 114 and 115.

[0047] В некоторых реализациях скорость вращения ротора 105 может определяться на основе расположения наклонной поверхности наклонной конструкции. Например, скорость вращения ротора 105 может определяться на основе увеличения или уменьшения угла наклона наклонной поверхности относительно оси 122. В некоторых примерах скорость вращения ротора 105 может определяться на основе увеличения или уменьшения площади или числа наклонных поверхностей, расположенных в наклонной конструкции. В некоторых примерах скорость вращения ротора 105 может изменяться на основе рельефа наклонной поверхности наклонной конструкции. [0047] In some implementations, the rotation speed of the rotor 105 may be determined based on the location of the inclined surface of the inclined structure. For example, the speed of rotation of the rotor 105 may be determined based on an increase or decrease in the angle of inclination of the inclined surface relative to the axis 122. In some examples, the speed of rotation of the rotor 105 may be determined based on an increase or decrease in the area or number of inclined surfaces located in the inclined structure. In some examples, the speed of rotation of the rotor 105 may be varied based on the topography of the inclined surface of the inclined structure.

[0048] Альтернативно или дополнительно, скоростью вращения ротора 105 можно управлять путем регулирования расхода или давления потока входящих (набегающих) потоков. Например, скорость вращения ротора 105 можно повышать за счет увеличения расхода входящего потока 101 обедненного амина. Скорость вращения ротора 105 можно снижать за счет уменьшения расхода входящего потока 101 обедненного амина. В этом примере скорость вращения ротора 105 зависит от расхода входящего потока 101 обедненного амина. [0048] Alternatively or additionally, the speed of rotation of the rotor 105 can be controlled by adjusting the flow rate or pressure of the incoming (freestream) streams. For example, the speed of rotation of the rotor 105 can be increased by increasing the flow rate of the incoming lean amine stream 101. The speed of rotation of the rotor 105 can be reduced by reducing the flow rate of the incoming lean amine stream 101. In this example, the speed of rotation of the rotor 105 depends on the flow rate of the incoming lean amine stream 101.

[0049] В некоторых реализациях скоростью вращения ротора 105 можно управлять независимо от расхода входящего потока 101 обедненного амина. Например, ротор 105 может вращаться отдельным приводным устройством, таким как двигатель. В другом примере для регулирования скорости вращения ротора 105 можно заменять один или более компонентов обменника 100 давления, поддерживая одинаковый расход входящего потока 101 обедненного амина. В частности, торцевую крышку 114, торцевую крышку 115, ротор 105 или наклонную конструкцию, имеющую наклонную поверхность, можно заменять для регулирования скорости вращения ротора 105. В некоторых примерах торцевая крышка 114 и торцевая крышка 115 могут включать в себя наклонную конструкцию, имеющую наклонную поверхность. [0049] In some implementations, the speed of rotation of the rotor 105 can be controlled independently of the flow rate of the incoming lean amine stream 101. For example, the rotor 105 may be rotated by a separate drive device, such as a motor. In another example, one or more components of the pressure exchanger 100 may be replaced to control the speed of rotation of the rotor 105 while maintaining the same flow rate of the incoming lean amine stream 101. In particular, end cap 114, end cap 115, rotor 105, or an inclined structure having an inclined surface can be replaced to control the speed of rotation of the rotor 105. In some examples, end cap 114 and end cap 115 may include an inclined structure having an inclined surface. .

[0050] Первая торцевая крышка (например, торцевая крышка 115) может располагаться с первой стороны (например, с левой стороны на фиг. 4) ротора 105 и образовывать первую пару отверстий, предназначенных для сообщения первой текучей среды, имеющей первую концентрацию (C0). Например, торцевая крышка 115 может образовывать первое отверстие, которое соединено и находится в сообщении с впускным каналом 110, и второе отверстие, которое соединено и находится в сообщении с выпускным каналом 111. Впускной канал 110 может принимать поток 104 обогащенного амина и направлять поток 104 обогащенного амина в ротор 105 через первое отверстие торцевой крышки 115. Выпускной канал 111 может отводить поток 102 обогащенного амина из ротора 105 через второе отверстие торцевой крышки 115. [0050] A first end cap (eg, end cap 115) may be located on a first side (eg, the left side in FIG. 4) of the rotor 105 and define a first pair of openings for communicating a first fluid having a first concentration ( C0 ). For example, end cap 115 may define a first opening that is connected to and in communication with the inlet passage 110 and a second opening that is connected to and in communication with the outlet passage 111. The inlet passage 110 may receive a rich amine stream 104 and direct a rich amine stream 104. amine into the rotor 105 through a first opening of the end cap 115. An outlet passage 111 may discharge the enriched amine stream 102 from the rotor 105 through a second opening of the end cap 115.

[0051] Торцевая крышка 115 может дополнительно включать в себя область 108 уплотнения, расположенную в центральной зоне торцевой крышки 115. Например, ось 122 проходит через центральную зону торцевой крышки 115, расположенную в области 108 уплотнения. Кроме того, внешние части торцевой крышки 115 могут также соответствовать области уплотнения. Внешние части торцевой крышки 115 могут располагаться радиально снаружи относительно области 108 уплотнения и образовывать периферию или периметр торцевой крышки 115. Эти области уплотнения могут быть выполнены обращенными к текучей среде и с возможностью ее блокирования, тем самым предотвращая или уменьшая утечку текучей среды из ротора 105. [0051] The end cap 115 may further include a seal area 108 located in the central area of the end cap 115. For example, an axis 122 extends through the central area of the end cap 115 located in the seal area 108. In addition, the outer portions of the end cap 115 may also correspond to a seal area. The outer portions of the end cap 115 may be positioned radially outward of the seal area 108 and define the periphery or perimeter of the end cap 115. These seal areas may be configured to face and block fluid, thereby preventing or reducing fluid leakage from the rotor 105.

[0052] Вторая торцевая крышка (например, торцевая крышка 114) может быть расположена со второй стороны (например, с правой стороны на фиг. 4) ротора 105 и образовывать вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения второй текучей среды, имеющей вторую концентрацию (C1). Например, торцевая крышка 114 может образовывать первое отверстие, которое соединено и находится в сообщении с впускным каналом 112, и второе отверстие, которое соединено и находится в сообщении с выпускным каналом 113. Впускной канал 112 может принимать поток 101 обедненного амина и направлять поток 101 обедненного амина в ротор 105 через первое отверстие торцевой крышки 114. Выпускной канал 113 может отводить поток обедненного амина 103 из ротора 105 через второе отверстие торцевой крышки 114. [0052] A second end cap (e.g., end cap 114) may be located on a second side (e.g., the right side in FIG. 4) of the rotor 105 and define a second pair of openings for communicating a second fluid having a second concentration (C 1 ). For example, end cap 114 may define a first opening that is connected to and in communication with the inlet port 112 and a second opening that is connected to and in communication with the exhaust port 113. The inlet port 112 may receive a lean amine stream 101 and direct a lean amine stream 101 amine into rotor 105 through a first opening of end cap 114. Outlet 113 may discharge a stream of lean amine 103 from rotor 105 through a second opening of end cap 114.

[0053] Торцевая крышка 114 может дополнительно включать в себя область 109 уплотнения, расположенную в центральной зоне торцевой крышки 114. Например, ось 122 проходит через центральную зону торцевой крышки 114, расположенную в области 109 уплотнения. Кроме того, внешние части торцевой крышки 114 могут также соответствовать области уплотнения. Внешние части торцевой крышки 114 могут располагаться радиально снаружи относительно области 109 уплотнения и образовывать периферию или периметр торцевой крышки 114. Области уплотнения могут быть выполнены обращенными к текучей среде и с возможностью ее блокирования, тем самым предотвращая или уменьшая утечку текучей среды из ротора 105. [0053] The end cap 114 may further include a sealing area 109 located in the central area of the end cap 114. For example, an axis 122 extends through the central area of the end cap 114 located in the sealing area 109. In addition, the outer portions of the end cap 114 may also correspond to a seal area. The outer portions of the end cap 114 may be positioned radially outward relative to the seal area 109 and define the periphery or perimeter of the end cap 114. The seal areas may be configured to face and block fluid, thereby preventing or reducing fluid leakage from the rotor 105.

[0054] В некоторых реализациях ротор 105 выполнен с возможностью передачи энергии давления по меньшей мере одного из потока 104 обогащенного амина или потока 101 обедненного амина за счёт сообщения потока 104 обогащенного амина и потока 101 обедненного амина через по меньшей мере часть множества каналов 120 ротора. Например, ротор 105 может переносить энергию давления потока 104 обогащенного амина высокого давления в поток 101 обедненного амина низкого давления и выпускать поток 103 обедненного амина высокого давления. Кроме того, ротор 105 может выпускать поток 102 обогащенного амина низкого давления за счёт переноса энергии давления потока 104 обогащенного амина высокого давления потоку 101 обедненного амина низкого давления. То есть, за счёт обмена давлением, давление выходного потока 103 обедненного амина становится выше давления входного потока 101 обедненного амина, а давление выходного потока 102 обогащенного амина становится ниже давления входного потока 104 обогащенного амина. [0054] In some implementations, the rotor 105 is configured to transmit pressure energy of at least one of the rich amine stream 104 or the lean amine stream 101 by communicating the rich amine stream 104 and the lean amine stream 101 through at least a portion of the plurality of rotor passages 120. For example, the rotor 105 may transfer the pressure energy of the high pressure rich amine stream 104 into the low pressure lean amine stream 101 and discharge the high pressure lean amine stream 103. In addition, rotor 105 can discharge low pressure rich amine stream 102 by transferring pressure energy from high pressure rich amine stream 104 to low pressure lean amine stream 101. That is, due to the exchange of pressure, the pressure of the lean amine outlet stream 103 becomes higher than the pressure of the lean amine inlet stream 101, and the pressure of the rich amine outlet stream 102 becomes lower than the pressure of the rich amine inlet stream 104.

[0055] В некоторых реализациях, как показано на фиг. 4, направление течения входного потока 104 обогащенного амина может быть противоположным направлению течения входного потока 101 обедненного амина. Эту реализацию обменника 100 давления можно назвать противоточной конфигурацией. Например, входной поток 104 обогащенного амина может втекать в ротор 105 в первом направлении (например, в направлении вправо на фиг. 4) вдоль оси 122, а входной поток 101 обедненного амина может втекать в ротор 5 во втором направлении (например, в направлении влево на фиг. 4), противоположном первому направлению. Выходной поток 103 обедненного амина может вытекать из ротора в первом направлении, а выходной поток 102 обогащенного амина может вытекать из ротора 105 во втором направлении. [0055] In some implementations, as shown in FIG. 4, the flow direction of the rich amine input stream 104 may be opposite to the flow direction of the lean amine input stream 101. This implementation of pressure exchanger 100 may be referred to as a countercurrent configuration. For example, the rich amine input stream 104 may flow into the rotor 105 in a first direction (e.g., in the right direction in FIG. 4) along axis 122, and the lean amine input stream 101 may flow into the rotor 5 in a second direction (for example, in the left direction). in Fig. 4), opposite to the first direction. The lean amine output stream 103 may flow from the rotor in a first direction, and the rich amine output stream 102 may flow from the rotor 105 in a second direction.

[0056] Обменник 100 давления можно разделить на сторону высокого давления и сторону низкого давления относительно оси 122. Например, впускной канал 110 обогащенного амина и выпускной канал 113 обедненного амина располагаются на стороне высокого давления, а впускной канал 112 обедненного амина и выпускной канал 111 обогащенного амина располагаются на стороне низкого давления. Сторона высокого давления и сторона низкого давления гидравлически отделяются друг от друга за счет управления потоком обменника 100 давления. Ротор 105 может быть выполнен с возможностью вращения вокруг оси 122 в направлении (например, по стрелке вниз на фиг. 4) от впуска высокого давления к выпуску низкого давления. [0056] The pressure exchanger 100 can be divided into a high-pressure side and a low-pressure side with respect to the axis 122. For example, a rich amine inlet 110 and a lean amine outlet 113 are located on the high pressure side, and a lean amine inlet 112 and a rich amine outlet 111 amine are located on the low pressure side. The high pressure side and the low pressure side are hydraulically separated from each other by the flow control of the pressure exchanger 100. The rotor 105 may be configured to rotate about an axis 122 in a direction (eg, downward arrow in FIG. 4) from a high pressure inlet to a low pressure outlet.

[0057] В некоторых реализациях управление потоком, показанное на фиг. 4, обеспечивает возможность уменьшения или полного устранения какого-либо мертвого объема, который отделяет потоки 102 и 104 обогащенного амина от потоков 101 и 103 обедненного амина. В частности, поток 104 обогащенного амина высокого давления может вытеснять полный объем канала 120 ротора, заполненный обедненным амином, прежде, чем перекрывается областью 109 уплотнения торцевой крышки. В отличие от примеров, показанных на фиг. 1 и 3, каналы 120 ротора не включают в себя никакого мертвого объема (например, показанного областями серой шкалы на фиг. 1 и 3), соответствующего смеси потоков обедненного амина и обогащенного амина. То есть ротор 105 может быть выполнен с возможностью вращаться с заданной скоростью, обеспечивая возможность по меньшей мере части потока 104 обогащенного амина проходить через каналы 120 ротора и осуществлять контакт с областью 109 уплотнения. [0057] In some implementations, the flow control shown in FIG. 4 provides the ability to reduce or completely eliminate any dead volume that separates rich amine streams 102 and 104 from lean amine streams 101 and 103. In particular, the high pressure rich amine flow 104 may displace the entire volume of the rotor passage 120 filled with lean amine before being blocked by the end cap seal area 109. Unlike the examples shown in FIGS. 1 and 3, the rotor passages 120 do not include any dead volume (eg, shown by the gray scale areas in FIGS. 1 and 3) corresponding to the mixture of lean amine and rich amine streams. That is, the rotor 105 may be configured to rotate at a predetermined speed to allow at least a portion of the rich amine stream 104 to pass through the rotor passages 120 and contact the seal region 109.

[0058] В некоторых реализациях управление потоком может обеспечиваться путем регулирования одного или того и другого из скорости вращения ротора 105 и расхода потока 101 обедненного амина. Например, скорость вращения ротора 105 можно снижать для повышения расхода выходного потока 103 обедненного амина, поддерживая при этом расход входного потока 101 обедненного амина. В некоторых примерах, когда скорость вращения ротора 105 сохраняется, расход входного потока 101 обедненного амина можно повышать для повышения расхода выходного потока 103 обедненного амина. В некоторых случаях, когда скорость вращения ротора 105 может повышаться, расход входного потока 101 обедненного амина также может повышаться. [0058] In some implementations, flow control may be achieved by adjusting one or both of the rotation speed of the rotor 105 and the flow rate of the lean amine stream 101. For example, the speed of rotation of the rotor 105 can be reduced to increase the flow rate of the lean amine output stream 103 while maintaining the flow rate of the lean amine input stream 101. In some examples, when the rotation speed of the rotor 105 is maintained, the flow rate of the inlet lean amine stream 101 can be increased to increase the flow rate of the outlet lean amine stream 103. In some cases, when the rotation speed of the rotor 105 may increase, the flow rate of the lean amine input stream 101 may also increase.

[0059] В некоторых реализациях скорость вращения ротора 105 можно регулировать, обеспечивая возможность отвода десорбированного газа на стороне низкого давления через выпускной канал 111, вместо перемещения обратно на сторону высокого давления, для предотвращения потенциального повреждения ротора 105 из-за эффекта резких вибрирующих толчков. На фиг. 4, в качестве примера, десорбированный газ показан белыми точками только на стороне низкого давления обменника 100 давления в каналах 120 ротора, и десорбированный газ отводится через выпускной канал 111 низкого давления. [0059] In some implementations, the speed of rotation of the rotor 105 can be adjusted to allow desorbed gas on the low pressure side to be discharged through the exhaust port 111, rather than moving back to the high pressure side, to prevent potential damage to the rotor 105 due to the effect of sudden vibrating shocks. In fig. 4, as an example, the desorbed gas is shown as white dots only on the low pressure side of the pressure exchanger 100 in the rotor passages 120, and the desorbed gas is discharged through the low pressure outlet passage 111.

[0060] Альтернативно или дополнительно, управление потоком может использовать добавление приточного объема потока обедненного амина для предотвращения эффекта резких вибрирующих толчков. Например, по мере перемещения потока 104 обогащенного амина со стороны высокого давления к стороне низкого давления по каналам 120 ротора, поток обогащенного амина (например, обогащенный амин в канале 118 из каналов 120 ротора) становится перенасыщенным и может десорбировать некоторое количество сернистого газа на стороне низкого давления. Этот перенасыщенный обогащенный амин затем вытесняется частично или полностью приточным объемом 119 обедненного амина. Поскольку приточный объем 119 обедненного амина не включает в себя никакого десорбированного газа, то приточный объем 119 обедненного амина не может вызывать эффекта резких вибрирующих толчков на роторе 105 даже при том, что приточный объем 119 обедненного амина перемещается на сторону высокого давления за счёт вращения ротора 105. [0060] Alternatively or additionally, flow control may utilize the addition of an influent volume of lean amine flow to prevent the effect of sudden vibration shocks. For example, as the rich amine stream 104 moves from the high pressure side to the low pressure side through the rotor passages 120, the rich amine stream (e.g., the rich amine in passage 118 of the rotor passages 120) becomes supersaturated and may desorb some sour dioxide on the low side. pressure. This supersaturated rich amine is then displaced partially or completely by the supply volume 119 of lean amine. Since the lean amine supply volume 119 does not include any desorbed gas, the lean amine supply volume 119 cannot cause a sharp vibration effect on the rotor 105 even though the lean amine supply volume 119 moves to the high pressure side due to the rotation of the rotor 105 .

[0061] В некоторых реализациях, как показано на фиг. 4, ротор 105 выполнен с возможностью вращаться или расход для потока обедненного амина 101 регулируется, обеспечивая возможность концевой части приточного объема 119 проходить от впуска низкого давления торцевой крышки 114 и проникать по меньшей мере в часть выпуска низкого давления торцевой крышки 115. В некоторых примерах крайний снаружи канал ротора из каналов 120 ротора предназначен для сообщения потока обедненного амина между первой торцевой крышкой 115 и второй торцевой крышкой 114. В некоторых примерах один или более центральных каналов ротора из каналов 120 ротора предназначены для сообщения потока обогащенного амина между первой торцевой крышкой 115 и второй торцевой крышкой 114. [0061] In some implementations, as shown in FIG. 4, the rotor 105 is configured to rotate or the flow rate for the lean amine flow 101 is adjusted to allow the end portion of the supply volume 119 to pass from the low pressure inlet of the end cap 114 and penetrate at least the low pressure outlet portion of the end cap 115. In some examples, the outermost externally, the rotor passage of the rotor passages 120 is configured to communicate a lean amine stream between the first end cap 115 and the second end cap 114. In some examples, one or more central rotor passages of the rotor passages 120 are configured to communicate a rich amine stream between the first end cap 115 and the second end cap 114.

[0062] В некоторых реализациях ширины впускного канала 112 низкого давления и выпускного канала 111 низкого давления выполнены больше ширин выпускного канала 113 высокого давления и впускного канала 110 высокого давления. Расположение каналов 111 и 112 низкого давления со сравнительно большими ширинами на стороне низкого давления может способствовать уменьшению перепада давления («dP») или потерь энергии. Например, при уменьшении dP питательный бак (например, бак 322 на фиг. 6), который подает поток 101 обедненного амина в обменник 100 давления, можно установить на небольшом возвышении по сравнению с обменником 100 давления относительно уровня земли. [0062] In some implementations, the widths of the low pressure inlet passage 112 and the low pressure outlet passage 111 are made larger than the widths of the high pressure outlet passage 113 and the high pressure inlet passage 110. Arranging the low pressure passages 111 and 112 with relatively large widths on the low pressure side can help reduce pressure drop (“dP”) or energy loss. For example, when dP is reduced, the feed tank (eg, tank 322 in FIG. 6) that supplies the lean amine stream 101 to the pressure exchanger 100 can be mounted at a slight elevation relative to the pressure exchanger 100 relative to ground level.

[0063] В некоторых случаях отказ питающего насоса может уменьшить поток через сторону низкого давления, тогда как поток на стороне высокого давления остается неизменным. В таких случаях десорбированный газ может циркулировать на сторону высокого давления за счёт вращения ротора 105 и вызывать повреждение ротора 105 и каналов 120 ротора. Бак 232 можно располагать на более высоком уровне для подачи потока на сторону низкого давления с достаточным давлением, чтобы снизить риск резких вибрирующих толчков в случае отказа питающего насоса. В некоторых реализациях бак 322 можно не размещать на слишком большой высоте относительно обменника 100 давления за счёт расположения каналов 111 и 112, имеющих сравнительно большую ширину, на стороне низкого давления обменника 100 давления. [0063] In some cases, failure of the feed pump may reduce the flow through the low pressure side while the flow on the high pressure side remains unchanged. In such cases, desorbed gas may circulate to the high pressure side due to rotation of the rotor 105 and cause damage to the rotor 105 and rotor passages 120. Tank 232 can be positioned at a higher level to provide flow to the low pressure side with sufficient pressure to reduce the risk of sudden vibration shocks in the event of a feed pump failure. In some implementations, tank 322 can be avoided from being placed at too high a height relative to pressure exchanger 100 by locating relatively large width passages 111 and 112 on the low pressure side of pressure exchanger 100.

[0064] Фиг. 5 является видом в разрезе по цилиндрической поверхности, представляющим другой пример обменника давления и управления потоком для переработки газа в соответствии с настоящим раскрытием. [0064] FIG. 5 is a cylindrical sectional view showing another example of a pressure and flow control exchanger for gas processing in accordance with the present disclosure.

[0065] Обменник 200 давления может включать в себя ротор 205, который расположен между парой торцевых крышек 214 и 215 и который выполнен с возможностью вращения вокруг оси 222. Ротор 205 может образовывать множество каналов 220 ротора, которые простираются параллельно оси 222. Каждый из каналов 220 ротора простирается через ротор 205 вдоль оси 222 и соединяет первую сторону, обращенную к первой торцевой крышке (например, торцевой крышке 215), и вторую сторону, обращенную ко второй торцевой крышке (например, торцевой крышке 214). Обменник 200 давления имеет идентичную или сходную конструкцию с обменником 100 давления, за исключением подсоединений и направлений потоков. [0065] The pressure exchanger 200 may include a rotor 205 that is located between a pair of end caps 214 and 215 and that is rotatable about an axis 222. The rotor 205 may define a plurality of rotor channels 220 that extend parallel to the axis 222. Each of the channels Rotor 220 extends through rotor 205 along axis 222 and connects a first side facing a first end cap (eg, end cap 215) and a second side facing a second end cap (eg, end cap 214). Pressure exchanger 200 has an identical or similar design to pressure exchanger 100 except for connections and flow directions.

[0066] Ротор 205 может вращаться относительно торцевых крышек 214 и 215 различными приводными механизмами. Например, ротор 205 может вращаться механически вокруг вала, который простирается вдоль оси 222. Вал может вращаться приводным устройством, таким как двигатель. В некоторых реализациях ротор 205 (например, вал ротора 205) может быть выполнен с возможностью вращения потоком, поступающим в ротор 205. Например, обменник 200 давления может дополнительно включать в себя наклонную конструкцию, которая включает в себя наклонную поверхность относительно оси 222. Наклонная поверхность наклонной конструкции может быть выполнена обращенной к и с возможностью осуществления контакта с набегающими потоками (например, потоком 202 обедненного амина или потоком 204 обогащенного амина). За счёт давления набегающих потоков, прилагаемого к наклонной поверхности наклонной конструкции, ротор 105 может вращаться вокруг вала относительно торцевых крышек 214 и 215. [0066] The rotor 205 can be rotated relative to the end caps 214 and 215 by various drive mechanisms. For example, the rotor 205 may rotate mechanically about a shaft that extends along an axis 222. The shaft may be rotated by a drive device such as a motor. In some implementations, the rotor 205 (e.g., the shaft of the rotor 205) may be configured to be rotated by the flow entering the rotor 205. For example, the pressure exchanger 200 may further include an inclined structure that includes an inclined surface about the axis 222. The inclined surface the inclined structure may be configured to face and be in contact with incoming streams (eg, lean amine stream 202 or rich amine stream 204). Due to the free-stream pressure applied to the inclined surface of the inclined structure, the rotor 105 can rotate about the shaft relative to the end caps 214 and 215.

[0067] В некоторых реализациях скорость вращения ротора 205 может определяться на основе расположения наклонной поверхности наклонной конструкции. Например, скорость вращения ротора 205 может определяться на основе увеличения или уменьшения угла наклона наклонной поверхности относительно оси 222. В некоторых примерах скорость вращения ротора 205 может определяться на основе увеличения или уменьшения площади или числа наклонных поверхностей, расположенных в наклонной конструкции. В некоторых примерах скорость вращения ротора 205 может изменяться на основе рельефа наклонной поверхности наклонной конструкции. [0067] In some implementations, the rotation speed of the rotor 205 may be determined based on the location of the inclined surface of the inclined structure. For example, the speed of rotation of the rotor 205 may be determined based on an increase or decrease in the angle of inclination of the inclined surface relative to the axis 222. In some examples, the speed of rotation of the rotor 205 may be determined based on an increase or decrease in the area or number of inclined surfaces located in the inclined structure. In some examples, the speed of rotation of the rotor 205 may be varied based on the topography of the inclined surface of the inclined structure.

[0068] Альтернативно или дополнительно, скоростью вращения ротора 205 можно управлять за счёт регулирования расхода или давления входящих потоков. Например, скорость вращения ротора 205 можно повышать за счет увеличения расхода входящего потока 202 обедненного амина или потока 204 обогащенного амина. Скорость вращения ротора 205 можно снижать за счет уменьшения расхода входящих потока 202 обедненного амина или потока 204 обогащенного амина. В этом примере скорость вращения ротора 205 зависит от расхода входящего потока 202 обедненного амина. [0068] Alternatively or additionally, the speed of rotation of the rotor 205 can be controlled by adjusting the flow rate or pressure of the incoming streams. For example, the speed of rotation of the rotor 205 can be increased by increasing the flow rate of the incoming lean amine stream 202 or the rich amine stream 204. The rotation speed of the rotor 205 can be reduced by reducing the flow rate of the incoming lean amine stream 202 or the rich amine stream 204. In this example, the speed of rotation of the rotor 205 depends on the flow rate of the incoming lean amine stream 202.

[0069] В некоторых реализациях скоростью вращения ротора 205 можно управлять независимо от расхода входящего потока 202 обедненного амина. Например, ротор 205 может вращаться отдельным приводным устройством, таким как двигатель. В некоторых примерах для регулирования скорости вращения ротора 205 можно заменять один или более компонентов обменника 200 давления, поддерживая одинаковый расход входящего потока 202 обедненного амина. В частности, торцевую крышку 115, ротор 105 или наклонную конструкцию, имеющую наклонную поверхность, можно заменять для регулирования скорости вращения ротора 205. В некоторых примерах торцевая крышка 115 может включать в себя наклонную конструкцию, имеющую наклонную поверхность. [0069] In some implementations, the speed of rotation of the rotor 205 can be controlled independently of the flow rate of the incoming lean amine stream 202. For example, the rotor 205 may be rotated by a separate drive device, such as a motor. In some examples, one or more components of the pressure exchanger 200 may be replaced to control the speed of rotation of the rotor 205 while maintaining the same flow rate of the incoming lean amine stream 202. In particular, the end cap 115, the rotor 105, or an inclined structure having an inclined surface can be replaced to control the rotation speed of the rotor 205. In some examples, the end cap 115 may include an inclined structure having an inclined surface.

[0070] Первая торцевая крышка (например, торцевая крышка 215) может располагаться с первой стороны (например, с левой стороны на фиг. 5) ротора 105 и образовывать первый впуск, выполненный с возможностью принимать первую текучую среду, имеющую первую концентрацию (C0), и второй впуск, выполненный с возможностью принимать вторую текучую среду, имеющую вторую концентрацию (C1), которая отличается от первой концентрации. Например, торцевая крышка 215 включает в себя первый впуск, который соединен и находится в сообщении с впускным каналом 210, и второй впуск, который соединен и находится в сообщении с впускным каналом 211. Впускной канал 210 может принимать поток 204 обогащенного амина и направлять поток 204 обогащенного амина в ротор 205 через первый впуск торцевой крышки 215. Впускной канал 211 может принимать поток 202 обедненного амина и направлять поток 202 обедненного амина в ротор 205 через второй впуск торцевой крышки 215. [0070] A first end cap (eg, end cap 215) may be located on a first side (eg, the left side in FIG. 5) of the rotor 105 and define a first inlet configured to receive a first fluid having a first concentration ( C0 ), and a second inlet configured to receive a second fluid having a second concentration (C 1 ) that is different from the first concentration. For example, end cap 215 includes a first inlet that is connected to and in communication with inlet channel 210 and a second inlet that is connected to and in communication with inlet channel 211. Inlet channel 210 may receive a rich amine stream 204 and direct stream 204 rich amine into rotor 205 through a first inlet of end cap 215. Inlet 211 may receive lean amine stream 202 and direct lean amine stream 202 into rotor 205 through a second inlet of end cap 215.

[0071] В некоторых реализациях торцевая крышка 215 может дополнительно включать в себя область 208 уплотнения, расположенную в центральной зоне торцевой крышки 215. Например, ось 222 проходит через центральную зону торцевой крышки 215, расположенную в области 208 уплотнения. Кроме того, внешние части торцевой крышки 215 могут также соответствовать области уплотнения. Внешние части торцевой крышки 215 могут располагаться радиально снаружи относительно области 208 уплотнения и образовывать периферию или периметр торцевой крышки 215. Эти области уплотнения могут быть выполнены обращенными к текучей среде и с возможностью её блокирования, тем самым предотвращая или уменьшая утечку текучей среды из ротора 205. [0071] In some implementations, the end cap 215 may further include a seal area 208 located in the central area of the end cap 215. For example, an axis 222 extends through the central area of the end cap 215 located in the seal area 208. In addition, the outer portions of the end cap 215 may also correspond to a seal area. The outer portions of the end cap 215 may be positioned radially outward of the seal area 208 and define the periphery or perimeter of the end cap 215. These seal areas may be configured to face and block fluid, thereby preventing or reducing fluid leakage from the rotor 205.

[0072] Вторая торцевая крышка (например, торцевая крышка 214) может быть расположена со второй стороны (например, с правой стороны на фиг. 5) ротора 205 и образовывать первый выпуск, выполненный с возможностью отводить первую текучую среду, имеющую первую концентрацию (C0), и второй выпуск, выполненный с возможностью отводить вторую текучую среду, имеющую вторую концентрацию (C1). Например, торцевая крышка 214 может включать в себя первый выпуск, который соединен и находится в сообщении с выпускным каналом 212, и второй выпуск, который соединен и находится в сообщении с выпускным каналом 213. Выпускной канал 212 может отводить поток 201 обогащенного амина и направлять поток 201 обогащенного амина наружу ротора 205 через первый выпуск торцевой крышки 214. Выпускной канал 213 может отводить поток 203 обедненного амина наружу ротора 205 через второй выпуск торцевой крышки 214. [0072] A second end cap (e.g., end cap 214) may be located on a second side (e.g., the right side in FIG. 5) of the rotor 205 and define a first outlet configured to discharge a first fluid having a first concentration (C 0 ), and a second outlet configured to discharge a second fluid having a second concentration (C 1 ). For example, end cap 214 may include a first outlet that is coupled to and in communication with outlet port 212 and a second outlet that is connected to and in communication with outlet port 213. Outlet port 212 may discharge and direct the rich amine stream 201 201 of rich amine to the outside of the rotor 205 through the first outlet of the end cap 214. The outlet 213 may discharge the lean amine stream 203 to the outside of the rotor 205 through the second outlet of the end cap 214.

[0073] В некоторых реализациях торцевая крышка 214 может дополнительно включать в себя область 209 уплотнения, расположенную в центральной зоне торцевой крышки 214. Например, ось 222 проходит через центральную зону торцевой крышки 214, расположенную в области 209 уплотнения. Кроме того, внешние части торцевой крышки 214 могут также соответствовать области уплотнения. Внешние части торцевой крышки 214 могут располагаться радиально снаружи относительно области 209 уплотнения и образовывать периферию или периметр торцевой крышки 214. Области уплотнения могут быть выполнены обращенными к текучей среде и с возможностью её блокирования, тем самым предотвращая или уменьшая утечку текучей среды из ротора 205. [0073] In some implementations, the end cap 214 may further include a seal area 209 located in the central area of the end cap 214. For example, an axis 222 extends through the central area of the end cap 214 located in the seal area 209. In addition, the outer portions of the end cap 214 may also correspond to a seal area. The outer portions of the end cap 214 may be radially external to the seal area 209 and define the periphery or perimeter of the end cap 214. The seal areas may be configured to face and block fluid, thereby preventing or reducing fluid leakage from the rotor 205.

[0074] В некоторых реализациях ротор 205 выполнен с возможностью переноса энергии давления по меньшей мере одного из потока 204 обогащенного амина или потока 202 обедненного амина за счёт сообщения потока 204 обогащенного амина и потока 202 обедненного амина через по меньшей мере часть множества каналов 220 ротора. Например, ротор 205 может переносить энергию давления потока 204 обогащенного амина высокого давления потоку 202 обедненного амина низкого давления и выпускать поток 203 обедненного амина высокого давления через выпускной канал 213. Кроме того, ротор 205 может выпускать поток 201 обогащенного амина низкого давления за счёт переноса энергии давления потока 204 обогащенного амина высокого давления потоку 202 обедненного амина низкого давления. То есть за счёт обмена давлением между потоками давление выходного потока 203 обедненного амина становится выше давления входного потока 202 обедненного амина, а давление выходного потока 201 обогащенного амина становится ниже давления входного потока 204 обогащенного амина. [0074] In some implementations, the rotor 205 is configured to transfer pressure energy of at least one of the rich amine stream 204 or the lean amine stream 202 by communicating the rich amine stream 204 and the lean amine stream 202 through at least a portion of the plurality of rotor passages 220. For example, rotor 205 may transfer pressure energy from high pressure rich amine stream 204 to low pressure lean amine stream 202 and discharge high pressure lean amine stream 203 through outlet 213. Additionally, rotor 205 may discharge low pressure rich amine stream 201 due to the energy transfer. pressure of high pressure rich amine stream 204 to low pressure lean amine stream 202. That is, due to the exchange of pressure between the streams, the pressure of the lean amine outlet stream 203 becomes higher than the pressure of the lean amine inlet stream 202, and the pressure of the rich amine outlet stream 201 becomes lower than the pressure of the rich amine inlet stream 204.

[0075] В некоторых реализациях, как показано на фиг. 5, направление течения входного потока 204 обогащенного амина может совпадать или быть параллельным направлению течения входного потока 202 обедненного амина. Эту реализацию обменника 200 давления можно назвать прямоточной конфигурацией. Например, входной поток 204 обогащенного амина может втекать в ротор 205 в первом направлении (например, в направлении вправо на фиг. 5) вдоль оси 222, и входной поток 202 обедненного амина может втекать в ротор 205 также в первом направлении. Кроме того, каждый из выходного потока 201 обогащенного амина и выходного потока 203 обедненного амина может вытекать из ротора 205 в первом направлении. [0075] In some implementations, as shown in FIG. 5, the flow direction of the rich amine input stream 204 may be the same as or parallel to the flow direction of the lean amine input stream 202. This implementation of pressure exchanger 200 may be referred to as a straight-through configuration. For example, the rich amine feed stream 204 may flow into the rotor 205 in a first direction (eg, the right direction in FIG. 5) along axis 222, and the lean amine feed stream 202 may flow into the rotor 205 in a first direction as well. In addition, each of the rich amine output stream 201 and the lean amine output stream 203 may flow from the rotor 205 in a first direction.

[0076] Обменник 200 давления можно разделить на сторону высокого давления и сторону низкого давления относительно оси 222. Например, впускной канал 210 обогащенного амина и выпускной канал 213 обедненного амина располагаются на стороне высокого давления, а впускной канал 211 обедненного амина и выпускной канал 212 обогащенного амина располагаются на стороне низкого давления. Сторона высокого давления и сторона низкого давления могут гидравлически отделяться друг от друга за счет управления потоком обменника 200 давления. Ротор 205 может быть выполнен с возможностью вращения вокруг оси 222 в направлении (например, по стрелке вниз на фиг. 5) от впуска высокого давления к выпуску низкого давления. [0076] The pressure exchanger 200 can be divided into a high-pressure side and a low-pressure side with respect to the axis 222. For example, a rich amine inlet 210 and a lean amine outlet 213 are located on the high pressure side, and a lean amine inlet 211 and a rich amine outlet 212 amine are located on the low pressure side. The high pressure side and the low pressure side can be hydraulically separated from each other by controlling the flow of the pressure exchanger 200. The rotor 205 may be configured to rotate about an axis 222 in a direction (eg, downward arrow in FIG. 5) from a high pressure inlet to a low pressure outlet.

[0077] Управление потоком, показанное на фиг. 5, обеспечивает возможность уменьшения или полного устранения какого-либо мертвого объема, который отделяет потоки 201 и 204 обогащенного амина от потоков 202 и 203 обедненного амина. В частности, поток 204 обогащенного амина высокого давления может вытеснять полный объем канала 220 ротора, заполненный обедненным амином, прежде, чем перекрывается областью 209 уплотнения торцевой крышки. В отличие от примеров, показанных на фиг. 1 и 3, каналы 220 ротора не включают в себя никакого мертвого объема (например, показанного областями серой шкалы на фиг. 1 и 3), соответствующего смеси обедненного амина и обогащенного амина. То есть ротор 205 может быть выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность по меньшей мере части потока 204 обогащенного амина проходить через каналы 220 ротора и осуществлять контакт с областью 209 уплотнения. Затем поток 201 обогащенного амина отводится через выпускной канал 212. [0077] The flow control shown in FIG. 5 provides the ability to reduce or completely eliminate any dead volume that separates rich amine streams 201 and 204 from lean amine streams 202 and 203. In particular, the high pressure rich amine flow 204 may displace the entire volume of the rotor passage 220 filled with lean amine before being blocked by the end cap seal area 209. Unlike the examples shown in FIGS. 1 and 3, the rotor passages 220 do not include any dead volume (eg, shown by the gray scale areas in FIGS. 1 and 3) corresponding to the mixture of lean amine and rich amine. That is, the rotor 205 may be configured to rotate to allow at least a portion of the rich amine stream 204 to pass through the rotor passages 220 and contact the seal area 209. The rich amine stream 201 is then withdrawn through outlet 212.

[0078] В некоторых реализациях управление потоком может обеспечиваться за счет регулирования одного или того и другого из скорости вращения ротора 205 и расхода потока 202 обедненного амина. Например, скорость вращения ротора 205 можно снижать для повышения расхода выходного потока 203 обедненного амина, поддерживая при этом расход входного потока 202 обедненного амина. В некоторых примерах, когда скорость вращения ротора 205 сохраняется, расход входного потока 202 обедненного амина можно повышать, повышая расход выходного потока 203 обедненного амина. В некоторых случаях для повышения расхода выходного потока 203 обедненного амина можно повышать скорость вращения ротора 205 и расход входного потока 202 обедненного амина. [0078] In some implementations, flow control may be achieved by adjusting one or both of the rotation speed of the rotor 205 and the flow rate of the lean amine stream 202. For example, the speed of rotation of the rotor 205 can be reduced to increase the flow rate of the lean amine output stream 203 while maintaining the flow rate of the lean amine input stream 202. In some examples, when the rotation speed of the rotor 205 is maintained, the flow rate of the input lean amine stream 202 can be increased, increasing the flow rate of the output lean amine stream 203. In some cases, to increase the flow rate of the lean amine output stream 203, the rotation speed of the rotor 205 and the flow rate of the lean amine input stream 202 can be increased.

[0079] В некоторых реализациях скорость вращения ротора 205 может регулироваться, обеспечивая возможность отвода десорбированного газа на стороне низкого давления через выпускной канал, вместо перемещения обратно на сторону высокого давления, для предотвращения потенциального повреждения ротора 205 из-за эффекта резких вибрирующих толчков. На фиг. 5 показан, в качестве примера, десорбированный газ белыми точками только на стороне низкого давления обменника 200 давления в каналах 220 ротора, и десорбированный газ отводится через выпускной канал 212 низкого давления. [0079] In some implementations, the speed of rotation of the rotor 205 may be controlled to allow desorbed gas on the low pressure side to be discharged through the exhaust port, rather than moving back to the high pressure side, to prevent potential damage to the rotor 205 due to the effect of sudden vibrating shocks. In fig. 5 shows, as an example, desorbed gas as white dots only on the low pressure side of the pressure exchanger 200 in the rotor passages 220, and the desorbed gas is discharged through the low pressure outlet passage 212.

[0080] Альтернативно или дополнительно, управление потоком может использовать добавление приточного объема потока обедненного амина для предотвращения эффекта резких вибрирующих толчков. Например, по мере перемещения потока 204 обогащенного амина со стороны высокого давления к стороне низкого давления по каналам 220 ротора, поток обогащенного амина (например, обогащенный амин в канале 218 из каналов 220 ротора) становится перенасыщенным и может десорбировать некоторое количество сернистого газа на стороне низкого давления. Этот перенасыщенный обогащенный амин затем вытесняется частично или полностью приточным объемом 219 обедненного амина. Поскольку приточный объем 219 обедненного амина не включает в себя никакого десорбированного газа, то приточный объем 219 обедненного амина не может вызывать эффекта резких вибрирующих толчков на роторе 205 даже при том, что приточный объем 219 обедненного амина перемещается в сторону высокого давления за счёт вращения ротора 205. [0080] Alternatively or additionally, flow control may utilize the addition of an influent volume of lean amine flow to prevent the effect of sudden vibration shocks. For example, as the rich amine stream 204 moves from the high pressure side to the low pressure side through the rotor passages 220, the rich amine stream (e.g., the rich amine in passage 218 of the rotor passages 220) becomes supersaturated and may desorb some sour gas on the low side. pressure. This supersaturated rich amine is then displaced partially or completely by the supply volume 219 of lean amine. Since the lean amine supply volume 219 does not include any desorbed gas, the lean amine supply volume 219 cannot cause a sharp vibration shock effect on the rotor 205 even though the lean amine supply volume 219 moves towards high pressure due to the rotation of the rotor 205 .

[0081] В некоторых реализациях, как показано на фиг. 5, ротор 205 выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность концевой части приточного объема 219 проходить от впуска низкого давления торцевой крышки 215 и проникать по меньшей мере в часть выпуска низкого давления торцевой крышки 214. В некоторых примерах крайний снаружи канал ротора из каналов 220 ротора может быть предназначен для сообщения обедненного амина между первой торцевой крышкой 215 и второй торцевой крышкой 214. В некоторых примерах один или более центральных каналов ротора из каналов 220 ротора могут быть предназначены для сообщения обогащенного амина между первой торцевой крышкой 215 и второй торцевой крышкой 214. [0081] In some implementations, as shown in FIG. 5, the rotor 205 is configured to rotate to allow the end portion of the supply volume 219 to extend from the low pressure inlet of the end cap 215 and penetrate at least the low pressure outlet portion of the end cap 214. In some examples, the outermost rotor passage of the rotor passages 220 may be configured to communicate lean amine between first end cap 215 and second end cap 214. In some examples, one or more central rotor passages of the rotor passages 220 may be configured to communicate rich amine between first end cap 215 and second end cap 214.

[0082] На фиг. 6 изображен пример системы для переработки газа, включающей в себя обменник давления в соответствии с настоящим раскрытием. [0082] In FIG. 6 depicts an example of a gas processing system including a pressure exchanger in accordance with the present disclosure.

[0083] Например, система 300 для переработки газа включает в себя обменник 321 давления, контактный реактор 327, напорный бак 322 и регенератор 325. Обменник 321 давления выполнен с возможностью принимать поток 333 обогащенного амина высокого давления из контактного реактора 327 и поток 330 обедненного амина низкого давления из бака 322. Обменник 321 давления дополнительно выполнен с возможностью обменивать энергию давления между потоком 333 обогащенного амина высокого давления и потоком 330 обедненного амина низкого давления и отводить поток 331 обедненного амина высокого давления и потока 332 обогащенного амина низкого давления. Обменник 321 давления может иметь идентичную или сходную конструкцию и конфигурацию с обменником 100 давления или обменником 200 давления. [0083] For example, a gas processing system 300 includes a pressure exchanger 321, a contact reactor 327, a pressure tank 322, and a regenerator 325. The pressure exchanger 321 is configured to receive a high pressure rich amine stream 333 from the contact reactor 327 and a lean amine stream 330 low pressure from tank 322. The pressure exchanger 321 is further configured to exchange pressure energy between the high pressure rich amine stream 333 and the low pressure lean amine stream 330 and to withdraw the high pressure lean amine stream 331 and the low pressure rich amine stream 332. The pressure exchanger 321 may have an identical or similar design and configuration to the pressure exchanger 100 or the pressure exchanger 200 .

[0084] Контактный реактор 327 выполнен с возможностью принимать поток 331 обедненного амина высокого давления из обменника 321 давления и принимать сернистый газ через впуск 328 газа из внешнего источника. Контактный реактор 327 выполнен с возможностью производства обессеренного газа за счёт контакта между сернистым газом, принимаемым через впуск 328 газа, и потоком 331 обедненного амина высокого давления внутри контактного реактора 327, и выпуска обессеренного газа через выпуск 329 газа. [0084] Contact reactor 327 is configured to receive high pressure lean amine stream 331 from pressure exchanger 321 and receive sour gas through gas inlet 328 from an external source. The contact reactor 327 is configured to produce sweet gas by contacting between the sulfur dioxide received through the gas inlet 328 and the high pressure lean amine stream 331 within the contact reactor 327, and releasing the sweet gas through the gas outlet 329.

[0085] Система 300 дополнительно включает в себя множество труб, которые соединяют компоненты системы 300 и которые выполнены с возможностью переносить потоки амина и газ. Соответственно, ссылочные позиции на фиг. 6 могут относиться к трубам и каналам, а также веществам (жидкости или газу), переносимым по трубам или каналам. Например, ссылочная позиция 330 может относиться к потоку обедненного амина низкого давления или трубе или каналу, который соединен с обменником 321 давления, чтобы переносить поток обедненного амина низкого давления в обменник 321 давления. Другая ссылочная позиция 332 может относиться к потоку обогащенного амина низкого давления или трубе или каналу, который соединен с обменником 321 давления, чтобы переносить поток обогащенного амина низкого давления из обменника 321 давления. [0085] The system 300 further includes a plurality of pipes that connect components of the system 300 and that are configured to carry amine and gas streams. Accordingly, reference numerals in FIG. 6 can refer to pipes and ducts, as well as substances (liquid or gas) carried through pipes or ducts. For example, reference numeral 330 may refer to a low pressure lean amine stream or a pipe or conduit that is connected to the pressure exchanger 321 to carry the low pressure lean amine stream to the pressure exchanger 321. Another reference numeral 332 may refer to a low pressure rich amine stream or a pipe or conduit that is connected to the pressure exchanger 321 to carry the low pressure rich amine stream from the pressure exchanger 321.

[0086] Контактный реактор 327 образует впуск газа, выполненный с возможностью принимать необработанный газ (например, сернистый газ, включающий в себя CO2, H2S или любой токсичный газ), и выпуск 329 газа, выполненный с возможностью отводить обработанный газ (например, обессеренный газ) наружу контактного реактора 327. Необработанный (неочищенный) газ может иметь первый уровень токсичности или первую токсичную концентрацию, а обработанный (очищенный) газ может иметь второй уровень токсичности или вторую токсичную концентрацию, которая меньше первого уровня токсичности или первой токсичной концентрации. Например, сернистый газ может иметь первую концентрацию CO2 или H2S, а обессеренный газ может иметь вторую концентрацию CO2 или H2S, при этом первая концентрация превышает вторую концентрацию. Впуск 328 газа расположен по вертикали ниже выпуска 329 газа с тем, чтобы необработанный газ поднимался внутри контактного реактора 327 и контактировал с потоком обедненного амина. [0086] The contact reactor 327 defines a gas inlet configured to receive untreated gas (eg, sour gas including CO 2 , H 2 S or any toxic gas), and a gas outlet 329 configured to discharge treated gas (eg , desulfurized gas) to the outside of the contact reactor 327. The untreated (untreated) gas may have a first toxicity level or a first toxic concentration, and the treated (purified) gas may have a second toxicity level or a second toxic concentration that is less than the first toxicity level or the first toxic concentration. For example, sour gas may have a first concentration of CO 2 or H 2 S, and sweet gas may have a second concentration of CO 2 or H 2 S, the first concentration being greater than the second concentration. Gas inlet 328 is positioned vertically below gas outlet 329 so that raw gas rises within contact reactor 327 and contacts the lean amine stream.

[0087] Контактный реактор 327 дополнительно образует впуск 335 жидкости, выполненный с возможностью принимать поток 331 обедненного амина высокого давления из обменника 321 давления, и выпуск 336 жидкости, выполненный с возможностью отводить поток 333 обогащенного амина высокого давления в обменник 321 давления. Контактный реактор 327 выполнен с возможностью за счёт реакции между потоком обедненного амина и необработанным газом в контактном реакторе 327 производства обессеренного газа, подлежащего отводу через выпуск 329 газа, и потока 333 обогащенного амина, подлежащего отводу через выпуск 336 жидкости. [0087] Contact reactor 327 further defines a liquid inlet 335 configured to receive a high pressure lean amine stream 331 from the pressure exchanger 321 and a liquid outlet 336 configured to discharge a high pressure rich amine stream 333 to the pressure exchanger 321. The contact reactor 327 is configured to produce, through the reaction between the lean amine stream and the raw gas in the contact reactor 327, a sweet gas to be discharged through the gas outlet 329 and a rich amine stream 333 to be discharged through the liquid outlet 336.

[0088] В некоторых реализациях система 300 может дополнительно включать в себя дожимной насос (вспомогательный насос высокого давления) 326, который расположен между обменником 321 давления и контактным реактором 327. Дожимной насос 326 выполнен с возможностью повышать давление потока 331 обедненного амина высокого давления для подачи жидкого обедненного амина во впуск 335 жидкости контактного реактора 327. [0088] In some implementations, the system 300 may further include a booster pump (high pressure auxiliary pump) 326 that is located between the pressure exchanger 321 and the contact reactor 327. The booster pump 326 is configured to increase the pressure of the high pressure lean amine stream 331 to supply liquid lean amine into the liquid inlet 335 of the contact reactor 327.

[0089] В некоторых случаях система 300 может включать в себя насос 323, который выполнен с возможностью прямой или непрямой подачи потока 330 обедненного амина в обменник 321 давления. Например, в некоторых реализациях, как показано на фиг. 6, система 300 включает в себя бак 322, соединенный с насосом 323 и выполненный с возможностью хранить жидкий обедненный амин. Бак 322 может быть расположен в приподнятом положении относительно обменника 321 давления и выполнен с возможностью подавать поток 330 хранящегося обедненного амина в обменник 321 давления под действием силы тяжести. Бак 322 может подавать непрерывный поток под действием силы тяжести даже при незапланированном отключении насоса 323. Кроме того, бак 322 может обеспечить достаточное время срабатывания управляющей реакции для предотвращения какого-либо попадания десорбированного газа на сторону высокого давления обменника 321 давления. Таким образом, бак 322, расположенный в приподнятом положении, может способствовать предотвращению повреждения обменника 321 давления вследствие эффекта резких вибрирующих толчков десорбированного газа. [0089] In some cases, the system 300 may include a pump 323 that is configured to directly or indirectly supply the lean amine stream 330 to the pressure exchanger 321. For example, in some implementations, as shown in FIG. 6, system 300 includes a tank 322 coupled to a pump 323 and configured to store liquid lean amine. The tank 322 may be positioned in an elevated position relative to the pressure exchanger 321 and is configured to supply the stored lean amine stream 330 to the pressure exchanger 321 under the influence of gravity. Tank 322 can provide continuous gravity flow even if pump 323 is unplanned. Additionally, tank 322 can provide sufficient control response time to prevent any desorbed gas from reaching the high pressure side of pressure exchanger 321. Thus, the tank 322 positioned in an elevated position can help prevent damage to the pressure exchanger 321 due to the effect of the sharp vibrating shocks of the desorbed gas.

[0090] Обменник 321 давления на фиг. 6 может иметь идентичные или сходные конструкции с обменниками 100 или 200 давления, описанными выше со ссылкой на фиг. 4 и 5. Например, обменник 321 давления включает в себя ротор (например, ротор 105 или 205), который выполнен с возможностью вращения вокруг оси и образует множество каналов ротора (например, каналов 120 или 220 ротора), простирающихся параллельно оси. Каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга. Обменник 321 давления дополнительно включает в себя первую торцевую крышку (например, торцевую крышку 115), которая расположена с первой стороны ротора и образует первую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды, и вторую торцевую крышку (например, торцевую крышку 114), которая расположена со второй стороны ротора и образует вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды. [0090] Pressure exchanger 321 in FIG. 6 may have identical or similar designs to the pressure exchangers 100 or 200 described above with reference to FIGS. 4 and 5. For example, pressure exchanger 321 includes a rotor (eg, rotor 105 or 205) that is rotatable about an axis and defines a plurality of rotor channels (eg, rotor channels 120 or 220) extending parallel to the axis. Each rotor channel extends between a first side and a second side of the rotor, which are spaced apart from each other. The pressure exchanger 321 further includes a first end cap (e.g., end cap 115) that is located on a first side of the rotor and defines a first pair of openings for communicating one or both of the first fluid and the second fluid, and a second end cap ( for example, an end cap 114) that is located on a second side of the rotor and defines a second pair of openings for communicating one or both of the first fluid and the second fluid.

[0091] Обменник 321 давления принимает поток 330 обедненного амина низкого давления из бака 322 и выпускает поток 331 обедненного амина высокого давления. Кроме того, обменник 321 давления принимает поток 333 обогащенного амина высокого давления из контактного реактора 327 и выпускает поток 332 обогащенного амина низкого давления. Вращение ротора обменника 321 давления обеспечивает процесс обмена давлением между потоками обедненного амина и обогащенного амина. [0091] Pressure exchanger 321 receives low pressure lean amine stream 330 from tank 322 and discharges high pressure lean amine stream 331. In addition, pressure exchanger 321 receives high pressure enriched amine stream 333 from contact reactor 327 and discharges low pressure enriched amine stream 332. Rotation of the rotor of the pressure exchanger 321 provides a pressure exchange process between the lean amine and rich amine streams.

[0092] Методы управления потоком, описанные выше со ссылкой на фиг. 4 и 5, можно применить к обменнику 321 давления для предотвращения эффекта резких вибрирующих толчков. Например, ротор обменника 321 давления может быть выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность по меньшей мере части первой текучей среды осуществлять контакт со второй торцевой крышкой, тем самым уменьшая или устраняя мертвый объем, включающий в себя смесь обогащенного амина и обедненного амина внутри ротора. Кроме того, можно также обеспечить приточный объем обедненного амина, проходящий через один или более из множества каналов ротора между одним из первой пары отверстий и одним из второй пары отверстий. Таким образом, десорбированный газ в роторе не возвращается на сторону высокого давления (например, в поток 331 обедненного амина и поток 333 обогащенного амина) обменника 321 давления и непосредственно отводится в поток 332 обогащенного амина низкого давления. [0092] The flow control techniques described above with reference to FIG. 4 and 5 can be applied to the pressure exchanger 321 to prevent the effect of sudden vibration shocks. For example, the rotor of the pressure exchanger 321 may be configured to rotate to allow at least a portion of the first fluid to contact the second end cap, thereby reducing or eliminating dead volume including the mixture of rich amine and lean amine within the rotor. In addition, it is also possible to provide a lean amine supply volume passing through one or more of a plurality of rotor passages between one of the first pair of openings and one of the second pair of openings. Thus, the desorbed gas in the rotor is not returned to the high pressure side (eg, lean amine stream 331 and rich amine stream 333) of the pressure exchanger 321 and is directly discharged to the low pressure rich amine stream 332.

[0093] Система 300 может дополнительно включать в себя регенератор 325, выполненный с возможностью принимать поток 332 обогащенного амина низкого давления, отводимый из обменника 321 давления. Регенератор 325 может собирать или отводить сернистый газ за счет нагревания и подавать обедненный амин в бак 322 с помощью насоса 323. Система 300 может дополнительно включать в себя теплообменник 324, выполненный с возможностью теплообмена между потоком 332 обогащенного амина, отводимым из обменника 321 давления, и потоком обедненного амина, отводимым из регенератора 325. [0093] The system 300 may further include a regenerator 325 configured to receive a low-pressure rich amine stream 332 withdrawn from the pressure exchanger 321. Regenerator 325 may collect or remove sour gas by heating and supply lean amine to tank 322 via pump 323. System 300 may further include a heat exchanger 324 configured to exchange heat between rich amine stream 332 withdrawn from pressure exchanger 321 and stream of lean amine withdrawn from regenerator 325.

[0094] В некоторых примерах система 300 может дополнительно включать в себя обратный клапан 334, который выполнен с возможностью подавать поток обедненного амина в одном направлении из регенератора 325 в бак 322 и блокировать течение в другом направлении. В некоторых примерах система 300 может дополнительно включать в себя клапан снижения давления или подпиточный насос для сохранения постоянных уровней в регенераторе 325 или приточном баке с целью регулирования каких-либо нарушений баланса объемов растворителя между сторонами высокого и низкого давления обменника 321 давления. [0094] In some examples, system 300 may further include a check valve 334 that is configured to allow lean amine flow in one direction from regenerator 325 to tank 322 and block flow in the other direction. In some examples, the system 300 may further include a pressure reduction valve or make-up pump to maintain constant levels in the regenerator 325 or make-up tank to regulate any imbalance of solvent volumes between the high and low pressure sides of the pressure exchanger 321.

[0095] Все описанные здесь примеры предназначены только для более подробного описания настоящего раскрытия. Поэтому следует понимать, что объем настоящего раскрытия не ограничен вышеописанными примерными реализациями (вариантами осуществления) или применением таких терминов, если они не ограничены прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в рамках объема прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов могут быть выполнены различные изменения, замещения и модификации. [0095] All examples described herein are intended only to further describe the present disclosure. Therefore, it should be understood that the scope of the present disclosure is not limited to the exemplary implementations (embodiments) described above or the use of such terms unless limited by the appended claims. Moreover, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions and modifications may be made within the scope of the appended claims or their equivalents.

Claims (67)

1. Обменник давления, содержащий:1. A pressure exchanger containing: ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно оси, при этом каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга;a rotor configured to rotate about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to the axis, each rotor channel extending between a first side and a second side of the rotor that are spaced apart from each other; первую торцевую крышку, расположенную с первой стороны ротора, при этом первая торцевая крышка образует первую пару отверстий, предназначенных для сообщения первой текучей среды, имеющей первую концентрацию; иa first end cap located on a first side of the rotor, the first end cap defining a first pair of openings for communicating a first fluid having a first concentration; And вторую торцевую крышку, расположенную со второй стороны ротора, при этом вторая торцевая крышка образует вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения второй текучей среды, имеющей вторую концентрацию, отличающуюся от первой концентрации,a second end cap located on a second side of the rotor, the second end cap defining a second pair of openings for communicating a second fluid having a second concentration different from the first concentration, при этом ротор выполнен с возможностью:the rotor is configured to: вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки,rotation relative to the first end cap and the second end cap, обмена энергией давления между первой текучей средой и второй текучей средой за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть из множества каналов ротора иexchanging pressure energy between the first fluid and the second fluid by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels and подачи по меньшей мере части первой текучей среды ко второй торцевой крышке по каналам ротора для уменьшения или устранения тем самым мертвого объема, содержащего смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора, так что по меньшей мере часть первой текучей среды проходит через по меньшей мере один из множества каналов ротора от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке и находится в контакте с центральной частью второй торцевой крышки, расположенной на оси ротора, иsupplying at least a portion of the first fluid to the second end cap through the passages of the rotor to thereby reduce or eliminate a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor such that at least a portion of the first fluid passes through at least at least one of a plurality of rotor passages from the first end cap to the second end cap and is in contact with a central portion of the second end cap located on the axis of the rotor, and при этом вторая текучая среда содержит приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора от второй торцевой крышки к первой торцевой крышке.wherein the second fluid comprises an inflow volume that passes through one or more of the plurality of rotor passages from the second end cap to the first end cap. 2. Обменник давления по п. 1, в котором по меньшей мере одно из ротора, первой торцевой крышки или второй торцевой крышки выполнено с возможностью изменения скорости вращения ротора для управления тем самым по меньшей мере одним из мертвого объема или приточного объема.2. The pressure exchanger according to claim 1, wherein at least one of the rotor, the first end cap or the second end cap is configured to change the speed of rotation of the rotor to thereby control at least one of the dead volume or the supply volume. 3. Обменник давления по п. 2, в котором ротор выполнен с возможностью устранения мертвого объема за счёт снижения скорости вращения или увеличения расхода второй текучей среды, поступающей в ротор.3. The pressure exchanger according to claim 2, in which the rotor is configured to eliminate dead volume by reducing the rotation speed or increasing the flow rate of the second fluid entering the rotor. 4. Обменник давления по п. 2, в котором первая пара отверстий содержит:4. The pressure exchanger according to claim 2, in which the first pair of holes contains: впуск высокого давления, выполненный с возможностью ввода в ротор первой текучей среды, имеющей первое высокое давление; иa high pressure inlet configured to introduce a first fluid having a first high pressure into the rotor; And выпуск низкого давления, выполненный с возможностью отвода из ротора первой текучей среды, имеющей первое низкое давление, меньшее первого высокого давления, иa low pressure outlet configured to discharge from the rotor a first fluid having a first low pressure less than the first high pressure, and при этом вторая пара отверстий содержит:the second pair of holes contains: впуск низкого давления, выполненный с возможностью ввода в ротор второй текучей среды, имеющей второе низкое давление, иa low pressure inlet configured to introduce a second fluid having a second low pressure into the rotor, and выпуск высокого давления, выполненный с возможностью отвода из ротора второй текучей среды, имеющей второе высокое давление, превышающее второе низкое давление.a high pressure outlet configured to discharge from the rotor a second fluid having a second high pressure greater than the second low pressure. 5. Обменник давления по п. 4, в котором ротор выполнен с возможностью вращения вокруг оси в направлении от впуска высокого давления к выпуску низкого давления.5. The pressure exchanger according to claim 4, in which the rotor is rotatable around an axis in the direction from the high pressure inlet to the low pressure outlet. 6. Обменник давления по п. 4, в котором первая торцевая крышка содержит первую область уплотнения, которая расположена между первой парой отверстий и обращена к первой стороне ротора,6. The pressure exchanger of claim 4, wherein the first end cap includes a first sealing area that is located between the first pair of holes and faces the first side of the rotor, при этом вторая торцевая крышка содержит вторую область уплотнения, которая расположена между второй парой отверстий и обращена ко второй стороне ротора, иwherein the second end cap includes a second seal area that is located between the second pair of holes and faces the second side of the rotor, and при этом ротор выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность по меньшей мере части первой текучей среды осуществлять контакт со второй областью уплотнения.wherein the rotor is rotatable to allow at least a portion of the first fluid to contact the second seal area. 7. Обменник давления по п. 6, в котором ротор выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность концевой части приточного объема проходить от впуска низкого давления до выпуска низкого давления.7. The pressure exchanger according to claim 6, in which the rotor is configured to rotate, allowing the end portion of the supply volume to pass from the low pressure inlet to the low pressure outlet. 8. Обменник давления по п. 6, в котором крайний снаружи относительно оси канал ротора из множества каналов ротора предназначен для сообщения второй текучей среды между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой.8. The pressure exchanger of claim 6, wherein the axially outermost rotor channel of the plurality of rotor channels is configured to communicate a second fluid between the first end cap and the second end cap. 9. Обменник давления по п. 8, в котором центральный канал ротора, обращенный к центральной части второй торцевой крышки, из множества каналов ротора предназначен для сообщения первой текучей среды между первой торцевой крышкой и второй торцевой крышкой.9. The pressure exchanger of claim 8, wherein a central rotor passage facing a central portion of the second end cap of the plurality of rotor passages is configured to communicate a first fluid between the first end cap and the second end cap. 10. Обменник давления по п. 4, в котором ширина впуска низкого давления превышает ширину выпуска высокого давления, и10. The pressure exchanger according to claim 4, wherein the width of the low pressure inlet is greater than the width of the high pressure outlet, and при этом ширина выпуска низкого давления превышает ширину впуска высокого давления.in this case, the width of the low-pressure outlet exceeds the width of the high-pressure inlet. 11. Обменник давления, содержащий:11. Pressure exchanger containing: ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно оси, при этом каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга;a rotor configured to rotate about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to the axis, each rotor channel extending between a first side and a second side of the rotor that are spaced apart from each other; первую торцевую крышку, расположенную с первой стороны ротора, при этом первая торцевая крышка образует:a first end cap located on a first side of the rotor, wherein the first end cap forms: первый впуск, выполненный с возможностью приема первой текучей среды, имеющей первую концентрацию, иa first inlet configured to receive a first fluid having a first concentration, and второй впуск, выполненный с возможностью приема второй текучей среды, имеющей вторую концентрацию, отличающуюся от первой концентрации; иa second inlet configured to receive a second fluid having a second concentration different from the first concentration; And вторую торцевую крышку, расположенную со второй стороны ротора, при этом вторая торцевая крышка образует:a second end cap located on a second side of the rotor, wherein the second end cap forms: первый выпуск, который обращен ко второму впуску и выполнен с возможностью отвода первой текучей среды, иa first outlet that faces the second inlet and is configured to discharge the first fluid, and второй выпуск, который обращен к первому впуску и выполнен с возможностью отвода второй текучей среды,a second outlet that faces the first inlet and is configured to discharge a second fluid, при этом ротор выполнен с возможностью:the rotor is configured to: вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки,rotation relative to the first end cap and the second end cap, обмена энергией давления между первой текучей средой и второй текучей средой за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть множества каналов ротора иexchanging pressure energy between the first fluid and the second fluid by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels and подачи по меньшей мере части первой текучей среды ко второй торцевой крышке по каналам ротора для уменьшения или устранения тем самым мертвого объема, содержащего смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора, так что по меньшей мере часть первой текучей среды проходит через по меньшей мере один из множества каналов ротора от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке и находится в контакте с центральной частью второй торцевой крышки, расположенной на оси ротора, иsupplying at least a portion of the first fluid to the second end cap through the passages of the rotor to thereby reduce or eliminate a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor such that at least a portion of the first fluid passes through at least at least one of a plurality of rotor passages from the first end cap to the second end cap and is in contact with a central portion of the second end cap located on the axis of the rotor, and при этом вторая текучая среда содержит приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора от второй торцевой крышки к первой торцевой крышке.wherein the second fluid comprises an inflow volume that passes through one or more of the plurality of rotor passages from the second end cap to the first end cap. 12. Обменник давления по п. 11, в котором по меньшей мере одно из ротора, первой торцевой крышки или второй торцевой крышки выполнено с возможностью изменения скорости вращения ротора для управления тем самым по меньшей мере одним из мертвого объема или приточного объема.12. The pressure exchanger according to claim 11, wherein at least one of the rotor, the first end cap or the second end cap is configured to change the speed of rotation of the rotor to thereby control at least one of the dead volume or the supply volume. 13. Обменник давления по п. 12, в котором ротор выполнен с возможностью устранения мертвого объема за счёт снижения скорости вращения или увеличения расхода второй текучей среды, поступающей в ротор.13. The pressure exchanger according to claim 12, in which the rotor is configured to eliminate dead volume by reducing the rotation speed or increasing the flow rate of the second fluid entering the rotor. 14. Обменник давления по п. 12, в котором первый впуск является впуском высокого давления, выполненным с возможностью ввода в ротор первой текучей среды, имеющей первое высокое давление,14. The pressure exchanger according to claim 12, wherein the first inlet is a high pressure inlet configured to introduce a first fluid having a first high pressure into the rotor, при этом первый выпуск является выпуском низкого давления, выполненным с возможностью отвода из ротора первой текучей среды, имеющей первое низкое давление, меньшее первого высокого давления,wherein the first outlet is a low pressure outlet configured to discharge from the rotor a first fluid having a first low pressure less than the first high pressure, при этом второй впуск является впуском низкого давления, выполненным с возможностью ввода в ротор второй текучей среды, имеющей второе низкое давление, иwherein the second inlet is a low pressure inlet configured to introduce a second fluid having a second low pressure into the rotor, and при этом второй выпуск является выпуском высокого давления, выполненным с возможностью отвода из ротора второй текучей среды, имеющей второе высокое давление, превышающее второе низкое давление.wherein the second outlet is a high pressure outlet configured to discharge from the rotor a second fluid having a second high pressure greater than the second low pressure. 15. Обменник давления по п. 14, в котором ротор выполнен с возможностью вращения вокруг оси в направлении от впуска высокого давления к впуску низкого давления.15. The pressure exchanger according to claim 14, wherein the rotor is rotatable around an axis in the direction from the high pressure inlet to the low pressure inlet. 16. Обменник давления по п. 14, в котором ротор выполнен с возможностью вращаться, обеспечивая возможность концевой части приточного объема проходить от впуска низкого давления до выпуска низкого давления.16. The pressure exchanger according to claim 14, wherein the rotor is rotatable to allow the end portion of the supply volume to extend from the low pressure inlet to the low pressure outlet. 17. Система для переработки газа, содержащая:17. System for gas processing, containing: контактный реактор, который образует:contact reactor, which forms: впуск газа, выполненный с возможностью приема необработанного газа, имеющего первый уровень токсичности,a gas inlet configured to receive untreated gas having a first toxicity level, выпуск газа, выполненный с возможностью отвода обработанного газа, имеющего второй уровень токсичности, меньший первого уровня токсичности,gas outlet configured to discharge treated gas having a second toxicity level lower than the first toxicity level, выпуск жидкости, выполненный с возможностью отвода первой текучей среды, имеющей первую концентрацию, иa liquid outlet configured to discharge a first fluid having a first concentration, and впуск жидкости, выполненный с возможностью приёма второй текучей среды, имеющей вторую концентрацию, меньшую первой концентрации, при этом контактный реактор выполнен с возможностью образования обработанного газа и первой текучей среды за счёт контакта между необработанным газом и второй текучей средой;a liquid inlet configured to receive a second fluid having a second concentration less than the first concentration, wherein the contact reactor is configured to form a treated gas and a first fluid due to contact between the untreated gas and the second fluid; бак, выполненный с возможностью хранения второй текучей среды и выпуска второй текучей среды; иa tank configured to store the second fluid and release the second fluid; And обменник давления, расположенный между баком и контактным реактором и выполненный с возможностью приема первой текучей среды из контактного реактора и второй текучей среды из бака, при этом обменник давления содержит:a pressure exchanger located between the tank and the contact reactor and configured to receive a first fluid from the contact reactor and a second fluid from the tank, the pressure exchanger comprising: ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ротор образует множество каналов ротора, простирающихся параллельно оси, при этом каждый канал ротора простирается между первой стороной и второй стороной ротора, которые разнесены друг от друга;a rotor configured to rotate about an axis, the rotor defining a plurality of rotor channels extending parallel to the axis, each rotor channel extending between a first side and a second side of the rotor that are spaced apart from each other; первую торцевую крышку, расположенную с первой стороны ротора, при этом первая торцевая крышка образует первую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды, иa first end cap located on a first side of the rotor, wherein the first end cap defines a first pair of openings for communicating one or both of the first fluid and the second fluid, and вторую торцевую крышку, расположенную со второй стороны ротора, при этом вторая торцевая крышка образует вторую пару отверстий, предназначенных для сообщения одной или обеих из первой текучей среды и второй текучей среды,a second end cap located on a second side of the rotor, wherein the second end cap defines a second pair of openings for communicating one or both of the first fluid and the second fluid, при этом ротор выполнен с возможностью:the rotor is configured to: вращения относительно первой торцевой крышки и второй торцевой крышки,rotation relative to the first end cap and the second end cap, обмена давлением между первой текучей средой и второй текучей средой за счёт сообщения первой текучей среды и второй текучей среды через по меньшей мере часть множества каналов ротора иexchanging pressure between the first fluid and the second fluid by communicating the first fluid and the second fluid through at least a portion of the plurality of rotor channels and подачи по меньшей мере части первой текучей среды в контакт со второй торцевой крышкой вдоль каналов ротора для уменьшения или устранения тем самым мертвого объема, содержащего смесь первой текучей среды и второй текучей среды, внутри ротора, так что по меньшей мере часть первой текучей среды проходит через по меньшей мере один из множества каналов ротора от первой торцевой крышки ко второй торцевой крышке и находится в контакте с центральной частью второй торцевой крышки, расположенной на оси ротора, иbringing at least a portion of the first fluid into contact with the second end cap along the rotor passages to thereby reduce or eliminate a dead volume containing a mixture of the first fluid and the second fluid within the rotor such that at least a portion of the first fluid passes through at least one of a plurality of rotor passages from the first end cap to the second end cap and is in contact with a central portion of the second end cap located on the axis of the rotor, and при этом вторая текучая среда содержит приточный объем, который проходит через один или более из множества каналов ротора от второй торцевой крышки к первой торцевой крышке.wherein the second fluid comprises an inflow volume that passes through one or more of the plurality of rotor passages from the second end cap to the first end cap. 18. Система по п. 17, дополнительно содержащая:18. The system according to claim 17, additionally containing: регенератор, содержащий резервуар, выполненный с возможностью приема первой текучей среды из обменника давления, при этом регенератор выполнен с возможностью образования второй текучей среды из первой текучей среды и подачи второй текучей среды в бак.a regenerator comprising a reservoir configured to receive a first fluid from the pressure exchanger, the regenerator configured to form a second fluid from the first fluid and supply the second fluid to the tank. 19. Система по п. 18, в которой бак расположен на более высоком уровне по сравнению с обменником давления относительно земли.19. The system according to claim 18, in which the tank is located at a higher level compared to the pressure exchanger relative to the ground. 20. Система по п. 19, дополнительно содержащая насос, расположенный между регенератором и баком и выполненный с возможностью подачи второй текучей среды из регенератора в бак.20. The system according to claim 19, further comprising a pump located between the regenerator and the tank and configured to supply a second fluid from the regenerator to the tank.
RU2022123957A 2020-02-12 2021-02-12 Pressure exchanger for gas processing RU2808094C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/975,503 2020-02-12
US17/169,738 2021-02-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808094C1 true RU2808094C1 (en) 2023-11-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9440895B2 (en) * 2012-11-08 2016-09-13 Energy Recovery, Inc. Isobaric pressure exchanger controls in amine gas processing
RU2659646C1 (en) * 2014-08-06 2018-07-03 Энерджи Рикавери, Инк. System of improved pressure transmission in pipeline in pressure exchange system
US20190055805A1 (en) * 2016-04-07 2019-02-21 Halliburton Energy Services, Inc. Pressure-exchanger to achieve rapid changes in proppant concentration
US20190278306A1 (en) * 2016-11-04 2019-09-12 Schlumberger Technology Corporation Pressure Exchanger Manifold Resonance Reduction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9440895B2 (en) * 2012-11-08 2016-09-13 Energy Recovery, Inc. Isobaric pressure exchanger controls in amine gas processing
RU2659646C1 (en) * 2014-08-06 2018-07-03 Энерджи Рикавери, Инк. System of improved pressure transmission in pipeline in pressure exchange system
US20190055805A1 (en) * 2016-04-07 2019-02-21 Halliburton Energy Services, Inc. Pressure-exchanger to achieve rapid changes in proppant concentration
US20190278306A1 (en) * 2016-11-04 2019-09-12 Schlumberger Technology Corporation Pressure Exchanger Manifold Resonance Reduction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2467200B1 (en) High pressure liquid degassing membrane contactors
CA2959388C (en) Systems and method for pump protection with a hydraulic energy transfer system
US9970281B2 (en) System and method for offshore (topside or subsea) and onshore water reinjection for secondary recovery
US5306428A (en) Method of recovering energy from reverse osmosis waste streams
KR101565366B1 (en) Batch-operated reverse osmosis system
US8876945B2 (en) High pressure liquid degassing membrane contactors and methods of manufacturing and use
US8449659B2 (en) Liquid degassing membrane contactors, components, systems and related methods
US10072675B2 (en) System for using pressure exchanger in dual gradient drilling application
KR100963557B1 (en) Self reciprocated energy recovery device
RU2195359C2 (en) Method and device for performance of membrane gas/liquid absorption at elevated pressure
AU2017204109B2 (en) Improved contactors, cartridges, components, systems, and related methods
US20210246912A1 (en) Pressure exchanger for gas processing
RU2808094C1 (en) Pressure exchanger for gas processing
US10710024B2 (en) Method and system for performing a batch reverse osmosis process using a tank with a movable partition
KR101926057B1 (en) Desalination apparatus and method using osmotic pressure equilibrium
KR20110138351A (en) Continuous process batch-operated reverse osmosis system with in-tank membranes and circulation of concentrate
EP3186518B1 (en) Systems and method for pump protection with a hydraulic energy transfer system
EA039982B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING LOW-MINERALIZED INJECTION WATER