ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка воздуха от двуокиси углерода из "Процессы и аппараты кислородного и криогенного производства " Содержание двуокиси углерода в воздухе. Двуокись углерода, попавшая в воздухоразделительный аппарат в виде снега, забивает арматуру, ректификационные тарелки. Забивка ею колонны и дроссельных вентилей нарушает нормальную работу установки, вследствие чего блок разделения приходится останавливать на полный отогрев. Поэтому тщательная очистка воздуха от двуокиси углерода является необходимым условием для нормальной работы кислородной установки. Содержание двуокиси углерода в воздухе колеблется в пределах 0,03. .. 0,04 % (по объему). Она замерзает при 216,4 К и давлении 0,528 МПа (тройная точка). При меньшем давлении двуокись углерода переходит из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое, или наоборот — из твердого состояния в газообразное (сублимация). При / = 0,1 МПа температура сублимации 134,1 К. Начало выпадания двуокиси углерода зависит от ее парциального давления в воздухе. Нормальное парциальное давление двуокиси углерода в воздухе 3-10- МПа. При высоком давлении воздуха в блоках разделения парциальное давление двуокиси углерода может достигать 0,006 МПа, поэтому выпадание двуокиси углерода из воздуха в блоке разделения возможно только в твердом виде. [c.90] Методы очистки воздуха от углекислоты. В воздухоразделительных установках для очистки воздуха от двуокиси углерода применяют химический или физический метод. Химический метод используют в установках, работающих по циклам высокого и среднего давлений. Воздух, проходя специальные аппараты (декарбонизаторы или скрубберы), орошается водным раствором едкого натра. При этом происходит реакция 2КаОН + СО - КааСОз + Н2О. Для поглощения 1 кг углекислоты нужно затратить 1,82 кг едкого натра. Аппараты для химической очистки воздуха от двуокиси углерода устанавливают между I и П или Н и III ступенями воздушного компрессора. [c.90] Химический метод очистки имеет следующие недостатки необходимость использования специального оборудования для очистки и приготовления щелочи невысокая степень очистки наличие потенциального источника для несчастного случая при работе обслуживающего персонала со щелочью дополнительные эксплуатацио-ные расходы. [c.90] Физические методы очистки воздуха от двуокиси углерода основаны на ее вымораживании, адсорбции и отмывке при низких температурах кубовой жидкостью. Эти методы не имеют указанных выше недостатков и, обеспечивая хорошую очистку воздуха, позволяют увеличить продолжительность работы установки до капитального ремонта (рабочая кампания). [c.90] Вымораживание углекислоты осуществляют в регенераторах или теплообменниках. Процесс начинается в том сечении теплообменного аппарата, где температура воздуха равна точке росы двуокиси углерода при парциальном давлении в потоке очищаемого воздуха. [c.91] Адсорбция осуществляется при низких температурах в газовых адсорберах. Часть воздуха (прямой поток) отбирается из регенератора или теплообменника и направляется в силикагелевый адсорбер при температуре, близкой к точке вымерзания двуокиси углерода при имеющемся давлении воздуха. В некоторых установках, работающих по циклу низкого давления, этот метод применяют для очистки от двуокиси углерода потока, отбираемого из регенераторов в детандер при давлении 0,5. .. 0,6 МПа и температуре 143 К-Отмывка твердой двуокиси углерода жидким воздухом осуществляется на тарелках нижней колонны. Метод применяют в установках, в которых производится предварительная очистка воздуха от двуокиси углерода методом вымораживания. Во избежание забивки дроссельных вентилей и ректификационных тарелок кубовую жидкость в таких установках следует очищать в фильтрах, где отделяется твердая углекислота. В отфильтрованной кубовой жидкости остается около 3-10- % СОг- Этот остаток затем поглощается при прохождении жидкости через адсорбер, после чего она поступает в верхнюю колонну и колонну сырого аргона. Из фильтра твердую двуокись углерода удаляют путем подогрева. [c.91] Количество углекислоты, поглощаемой едким натром, зависит от содержания КаОН в растворе и определяется степенью использования щелочного раствора. Едкий натр хорошо поглощает двуокись углерода при его степени использования 50. .. 70 % (степенью использования щелочи называют отношение количества связанного ЫаОН к его первоначальному количеству, выраженное в процентах), в дальнейшем реакция связывания СО2 протекает менее интенсивно и при степени использования раствора 90 % эффективность очистки воздуха ухудшается в несколько раз по сравнению с очисткой свежим раствором. Поэтому при химическом методе очистки воздуха от углекислоты, как правило, в схему включают два скруббзра (см. рис. 101). В первом по ходу воздуха скруббере находится использованный раствор, а во втором — свежий. При таком методе очистки содержание углекислоты равно (1. .. 1,5)-10- % в 1 кг перерабатываемого воздуха, а степень использования щелочи 90. .. 95 %. [c.92] Замену раствора производят при работающем компрессоре. Отработанный раствор из скруббера СК.1 сливают через вентиль ВНЮ и взамен его перекачивают раствор из скруббера СК2 насосом НЛЗ. Затем скруббер СК2 заполняют свежим раствором из бака Б с помощью насоса НЛ1. Плотность раствора щелочи в зависимости от температуры окружающей среды колеблется в пределах 11. .. 16 по Боме. Для скрубберов в летнее время используют растворы плотностью 15. .. 16°, а в зимнее время — 11. .. 13° по Боме. Снижение плотности раствора в зимний период объясняется тем, что при понижении температуры окружающей среды до 278. .. 281 К в скруббере (при его остановке) возможна кристаллизация раствора с выделением углекислого натрия. [c.92] Плотность эмульсии внутри цилиндра меньше плотности раствора, находящегося в кольцевом пространстве декарбонизатора. Поднявшись до края цилиндра, всиененный раствор щелочи переливается через него, а на его место из кольцевого пространства в нижнюю часть цилиндра поступает через окна новая щелочь. Таким образом, обеспечивается постоянная циркуляция щелочи через насадку. Очищенный воздух проходит щелочеотделитель С2 и направляется в III ступень компрессора для дальнейшего сжатия. Во избежание попадания щелочи в цилиндры компрессора при пуске и остановке в схеме обвязки декарбонизатора предусмотрен байпасный вентиль. [c.93] Так как нормальная длительная работа воздухоразделительной установки возможна при содержании в очищенном воздухе не более (I. .. 1,5)-10- % двуокиси углерода, использование раствора щелочи в декарбонизаторе приходится ограничивать до 65...70 %. Эффективность очистки воздуха и степень использования раствора повышаются при последовательном включении двух декарбониза-торов. [c.93] Вернуться к основной статье