Fiziko-kémiai bázisok, gáztisztítás MEA co2
FIZIKAI - kémiai bázisok, IEA gáztisztító a CO2.
Tisztítása a gáz szén-dioxid monoetanol-amin megoldás alapja a következő egyenletek: az első lépésben 0,5 mol CO2 / mol MEA alakult elsősorban karbamát monoetanol:
A karbamátot hidrolizáljuk viszonylag lassú reakció, ezáltal egy hidrogén-karbonát, és a szabad molekula monoetanol, ismét reagált:
Ennek eredményeképpen, a teljes reakció, amikor eléri a 0,5 mol CO2 / mol MEA a formája:
Ezek a reakciók reverzibilis komplex exoterm, és kerül sor a folyadékfázisban. Alacsony és mérsékelt hőmérsékleten és emelt CO2 parciális nyomása az abszorber reakció megy balról jobbra, azaz a CO2 felszívódását. Azáltal, hogy csökkenti a nyomást, és a hőmérséklet növelésével a regenerátorok - rekuperátor reakció zajlik fordított irányban, hogy kiadja a CO2 és felszabadulását a szabad monoetanol felszívódását.
Növelésével az egyensúlyi nyomás CO2 oldhatósága vizes oldatban a MEA az is fokozza, növeli a vízoldhatóság, és ahol az egyensúlyi eltolódások irányába csökkenő mennyiség (jobbra). Azonban CO2 oldhatóság nyomás növelésével emelkedik enyhén csökkenése miatt a kémiai reakciók sebességének.
Oldhatóság CO2 vizes oldatai MEA nyomásokhoz 2,92 május 10 -39,2 10 5 Pa lehet meghatározni a következő képlet segítségével:
ahol (CO2) - móljainak a száma a CO2. feloldjuk 1 kg az oldószer;
a és b - együtthatók, amelyek figyelembe veszik a befolyása a CO2 nyomás és annak koncentrációja;
t - a hőmérséklet, C.
Növekvő CO2 oldhatóság növelésével folyamat nyomásesés képest sztöchiometrikus arányban, növekedése miatt a fizikai oldhatósága egy oldószerben.
Felszívódás CO2 MEA oldatot bonyolítja az a kémiai reakció a folyadékfázisban, amely felgyorsítja a CO2 felszívódását. Ez érinti az anyagátadási együtthatót és a hajtóereje a folyamatot.
GÉPEK IEA gáztisztító a CO2.
D
A konvertált gáz nyomáson legalább 2,8 MPa és a hőmérséklet nem több, mint 50 C táplálunk a abszorber, öntözött oldattal monoetanol, amelynek hőmérséklete 35-42 ° C széndioxid abszorpciója zajlik egy csomagolt abszorber „Intaloks” gyűrűk. Összhangban a dual-stream rendszer az abszorber két részre oszlik: a felső és alsó.
A konvertált gáz átmegy első alsó részén az abszorber, ahol a durva gáztisztítási 18-1,7% CO2 (a tisztítás foka 67 - 76%) 20% - a sóoldatot a monoetanolamin. A gáz ezután áthalad a felső részén az abszorber, ahol tisztított maradék térfogatra frakció CO2 nem több, mint 0,03%. A felső részén a CO2 abszorber tisztítjuk konvertált gáz átmegy csomagolás öntözött reflux, elválasztó eszköz és a külső szeparátor csökkentésére menesztése a monoetanol-amin gázt. A tisztított CO2 a konvertált gáz küldött metanizálásra.
A felső részén az abszorber tervezték finom tisztító gáz, itatni mélyen regenerált MEA oldatot a második folyam. A felső részén elnyelő oldat belép az alsó szakasz tervezett durva gáztisztító, ahol az összekeveredik a durva regenerált MEA oldatot felől a regenerátor az első folyam. A telített oldatot a MEA kilép az alsó rész az abszorber hőmérsékleten 57-65? C-on és belép a regenerálását szolgáló regenerátor - rekuperátor. Regenerator - rekuperátor mint abszorber két részre oszlik. Telített oldatot kimeneténél van osztva három stream. Mintegy 10% -a az oldatot közvetlenül a felső lemez a regenerátor. Körülbelül 45% -a a teljes oldatnak táplálják a regenerátor egy hőcserélőn keresztül, ahol felmelegítjük hő miatt nagyjából regenerált oldatot szállított a felső részén a regenerátor. Ez az áram az előmelegített oldatot táplálunk a felső tálcába a felső rész, de alacsonyabb bemeneti fűtetlen oldatot.
A fennmaradó 45% a oldat betáplált a másik hőcserélő. ahol melegítjük magas hőmérsékletű hő miatt, mélyen a regenerált oldatban hagyva az alján a regenerátor szakasz - a rekuperátor. Ez melegebb oldatot táplálunk be a közepén a felső rész. Deszorpciós CO2 az oldatból történik hő miatt, a gáz-gőz elegyet érkező alsó része a regenerátor. A kilépés a felső részén a regenerált oldat áramlási nagyjából osztva két, megközelítőleg egyenlő részre: fele átmegy a hőcserélőn, ahol a hőt ad telített oldat, majd szivattyú segítségével a léghűtő berendezéssel tápláljuk alsó részén az abszorber reflux; A második áramlás a regenerátor öntjük az alsó részén, ahol hajtjuk mély regenerálása.
Végső sztrippelési CO2 az oldatból történik forralva egy távoli kazán. A regenerátor alsó részén mélyen regenerált oldat megfelel a hőcserélő. szivattyúk követően keresztül vezetjük egy léghűtőbe az öntözés felső részén az abszorber. A szükséges hő a regenerációs, A megoldás szerint a kazánban forró átalakított gáz-gőz elegyet, az átalakítás után a szén-monoxid. Amikor ebben az átalakított gáz-gőz elegyet lehűtjük 176-137 C. hiányzik mennyiségű hő (körülbelül 30%) átvisszük az oldathoz a kazán fűtési gőzt túlnyomás alatt. A konvertált gázt a kazán jut a további hő alkalmazásával és hűtés a MEA tisztítás.
Elhagyva a felső részén a regenerátor keveréket szén-dioxid és vízgőz alatt abszolút nyomás 0,17 MPa és a 75 - 85 ° C- belép a kondenzátor - léghűtő, ahol a hőmérséklet a keverék nem csökken 40 C. Lehűléskor kondenzálódik a vízgőz.
gáz kondenzátum áramlik a gyűjtemény reflux, CO2 eltávolítjuk a légkörben, és a kondenzátum - reflux - visszatér szivattyúk oldatban ciklus fenntartása víz egyensúlyt a rendszerben. Része a refluxot betápláljuk élelmiszer tálcák a tetején a abszorber mosására átalakított gáz monoetanol gőz. A tisztított gáz tetején távozott az abszorber szakasz tartalmaz 0,01-0,03 térfogat% CO2.
Felszívódás CO2 átalakított gáz MEA oldatot alacsony nyomáson hajtjuk végre a berendezésben van a gyűrű alakú fúvóka létrehozása nélkül a nagy hidraulikus ellenállást. A növekedés az abszorpciós teljesítmény növelése annak méretét. Meg kell jegyezni, hogy a hatékonyságot a csomagolt abszorber növekedést az átmérőjük csökken. Ez annak köszönhető, hogy a nehéz elérése egyenletes eloszlása folyadék és a gáz áramlási keresztmetszetében berendezésben.
Buborék lengéscsillapítók nagyobb áramlási ellenállást gázáram, mint zsúfolt, de megkönnyíti az egyenletes folyadék eloszlását keresztmetszetében az abszorber eszközök nagy átmérőjű.
Mivel mezhtarelchatogo térkihasználás és a működő térfogatának csomagolt Belleville elnyelő közel azonos. Az optimális gép tele elnyelő működő részleges fúvóka árvíz módban. Az alsó rész az abszorber működik a buborékoló rezsim, az érintkezési időt a gáz, és az oldat megnövelt, és a magas fokú karbonizálással. A felső része az abszorber működik a módban a film, vagyis a folyadék eloszlik a fúvóka felülete a film formájában. Matematikai modell - a kaszkád ábra.
Kinetic számítás csomagolt monoetanol lengéscsillapítók elvégezhető kétféleképpen. Ezek közül az első magában foglalja a használata empirikus térfogati anyagátadási tényező. Ez a módszer meglehetősen egyszerű, de a pontossága alacsony, különösen az extrapoláció a kísérleti adatok, hogy más értékek α.
A második módszer a számítás alapja a abszorber anyagátadási együtthatók és az igazi hajtóerő. Ez a módszer sokkal bonyolultabb, de jobban tükrözi a befolyásoló különböző paraméterek az abszorpciós ráta.
Kiszámítása monoetanol lemez abszorber egy hidraulikus számítása lemezek és kinetikai számítási egység. A számítás módja hidraulikus típusú katasztrofális lemezek és perforált lemezek a fenti közleményben leírták. A kinetikai kiszámítása tányérszelep abszorber lehet végezni alapján kísérleti adatok anyagátadási koefficiensek és együtthatók az extrakció, különösen akkor, ha a munkakörülmények a berendezés közel vannak a tervezett üzemi körülmények között vizsgált abszorberek. Ha a folyadék a lemezen van keverve csaknem teljesen, a visszanyerési arány (
ahol
Véve olyan tényezőket IN IEA gáztisztító a CO2.
A rendszerek gáztisztító amikor a CO2 abszorpciós végezzük atmoszferikus nyomáson (
Amikor nyomás alatti abszorpciós (
Villamosenergia-fogyasztása a MEA tisztítás 72-108 MJ / t NH3 (20-30 kWh / t NH,), vagy 18-28,8 MJ 1000 m 3 (5-8 kWh 1000 m 3 megtisztított gáz).
Áramlási monoetanol meglévő berendezések MEA tisztítási tartományok a 0,4 és 1,0 kg / t NH3. Azonban a jó működés, stabil működését az ammónia szintézis egység IEA fogyasztást lehet csökkenteni 0,3 kg / t NH3. vagy 0,05 kg 1000 m 3 gáz.