ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расход тепла при использовании схем очистки с разделенными потоками из "Очистка технологических газов" При увеличении температуры равновесие химических реакций, протекающих при абсорбции, сдвигается влево происходит десорбция СОа и регенерация МЭА. Десорбцию двуокиси углерода осуществляют при нагревании водяным паром, который является также десорбирующим агентом. [c.175] Некоторые этапы расчета удобнее вести, используя удельные теплоты (например на 1 м СО а), т. е. [c.176] Значение АН может быть. рассчитано по данным рис. IV-21 [70, 71]. Из рисунка видно, что оно колеблется в довольно широких пределах — от 79,6 кДж/моль (19 ккал/моль СОз) при а = О— 0,1 моль СОд/моль МЭА до 41,87 кДж/моль (10 ккал/моль) при а — 0,7, т. е. от 3560 до 1870 кДж/м Og (от 850 до 450 ккал/м СОа). Практически многие установки работают в интервале а = = 0,15—0,45 моль СОа/моль МЭА. В этих случаях значение ДЯ составляет 62 кДж/моль, или 16 ккал/моль (ЗОЮ кДж/м , или 720 ккал/м Og). [c.177] Для расчета величины q необходимо иметь значения Аг и Ах. Недорекуперация Ai на действующих установках обычно колеблется от 12 до 20 °С, xotH при плохом состоянии теплообменных поверхностей эта величина существенно выше. Значение Да колеблется от 10 (в худшем случае) до 33 м СО /м (при абсорбции под давлением, высокой степени нясищения раствора в абсорбере — до 0,65—0,7 моль/моль и концентрации МЭА 20%), однако обычно опо равно 12—16 м /м . Теплота Гн,о 1780 кДж/м (425 ккал/м водяных паров). [c.177] И потери с водяными парами — 24%. В зависимости от различных условий доля может изменяться от 30 до 60%, аналогично может изменяться доля других составляющих. [c.178] На рис. 1У-36 показана зависимость температур кипения растворов МЭА от степени карбонизации раствора при различных давлениях. По этим данным построены равновесные пинии процесса регенерации (рис. 1У-37). На рис. 1У-38 приведены зависимости Фр = Рп,о1Рр—Р-я,о от температуры раствора при различных общих давлениях Рр. [c.179] Расход тепла при МЭА-очистке зависит от многих параметров технологического режима и от аппаратурного оформления процесса. Более подробно влияние некоторых главных факторов описано ниже. [c.179] Таким образом, в отличие от многих процессов физической и химической абсорбции в данном случае целесообразно давление в регенераторе повышать. Это позволяет при одинаковом расходе тепла полнее регенерировать раствор и, следовательно, добиться более глубокой очистки газа. При одинаковой степени очистки газа с повышением давления можно снизить расход тепла. [c.180] Концентрация СО2 в насыщенном растворе. Чем выше х , тем меньше (при прочих равных условиях) циркуляция раствора и, следовательно, ниже расход тепла на нагрев д . Кроме того, чем выше 2, тем меньше (как это следует из табл., IV-17) минимальное флегмовое число Фмин- При этом заметно снижается температура кипения раствора. Так, температура кипения 20%-ного раствора МЭА при Рр = 1,7 кгс/см2 Иа = 0,4 моль Oj на моль МЭА равна 105 °С, а при а = 0,5 кип = —90 °С, при а — 0,65 t an = 54 °С. Однако если раствор нагревают в теплообменнике выше температуры кипения (I2 кип) то флегмовое число Фа не равно Ф/,, а может быть определено при расчете процесса дросселирования. [c.181] Расчет дросселирования раствора необходим при кип- В результате дросселирования из раствора десорбируется часть двуокиси углерода и испаряется некоторое количество воды. При этом температура раствора понижается. Следовательно, температура парогазовой смеси inr будет ниже температуры I2 и равна ti — температуре раствора после дросселирования. Соответствето, флегмовое число Фз определяется этой температурой а (и новой степенью карбонизации 2). [c.181] На рис. IV-39 и IV -40 приведены зависимости от 2 при различных начальных. концентрациях СО в растворе [122]. [c.182] Увеличение степени карбонизации насыщенного раствора до а = = 0,5 моль/моль достигается легко уменьшением количества циркулирующего раствора (если правильно рассчитана высота абсорбера). Однако при а 0,5 скорость химической реакции резко снижается, а равновесное давление быстро возрастает. Поэтому а 0,5 можно достичь лишь при абсорбции под давлением и цри продолжительном пребывании жидкости в абсорбере. Кроме того, при высокой степени насыщения раствора необходимо учитывать увеличение скорости побочных реакций и коррозии и принимать соответствующие меры. [c.182] Концентрация моноэтаноламина. Увеличение концентрации МЭА при одинаковой степени карбонизации приводит к возрастанию равновесного давления СО2 над раствором (или соответственно при заданном Рсо к уменьшению а). Однако повышается абсолютная поглотительная способность раствора (в м /м ). Поэтому путем увеличения концентрации моноэтаноламина можно уменьшить циркуляцию раствора вследствие увеличения его поглотительной способности Ах и, следовательно, уменьшить д . Кроме того, несколько снижается (при одинаковой величине а 2) флегмовое число. [c.182] Таким образом, при заданных температурах внизу абсорбера и регенератора t величина зависит от фактора /т == K FjL p, зависящего рт характеристики теплообменника (KjFt) и тепловой нагрузки. Фактор /т является важным параметром процесса рекуперации тепла. В промышленных условиях обычно его значение колеблется от 4 (на лучших установках) до 20. Следовательно, величина Atj уменьшается почти пропорционально росту произведения КгР . [c.185] На рис. IV-41 показана зависимость q от А т [расчет по уравнению (IV, 54)] для одного из частных случаев [123]. Из рисунка видно, что уменьшение величины А т от 24 до 8 °С (что требует более чем трехкратного увеличения поверхности теплообмена) снижает расход тепла лишь на 17%. Поэтому оптимальная величина Atr должна быть определена технико-экономическим расчетом, т. е. с учетом капитальных затрат. [c.185] опт колеблется в интервале 7—14 °С в работе [124] при приблизительном расчете получена А(т, опт = 17 °С. [c.186] На рис. 1У-42 показано характерное положение рабочей и равновесной линий при регенерации МЭА-раствора [15]. Из рисунка видно, что форма равновесной линии такова, что она может касаться рабочей линии в точке, соответствуюш ей не концу аппарата нри X = XI или X = х , а средней его части. Следовательно, несмотря на наличие движущей силы десорбции на концах аппарата, процесс десорбции может прекратиться вследствие того, что движущая сила десорбции равна нулю в средней его части. Поэтому при расчете процесса регенерации раствора во многих случаях необходим анализ равновесных условий по всей высоте аппарата, а не только на его концах (как это было сделано выше при расчете расхода тепла но минимальному флегмовому числу вверху регенератора). [c.186] Вернуться к основной статье