газ на очістку230000100150319,38очіщенний газ190819,510073357,68
Визначаємо кількість поглиненого діоксиду вуглецю. Для цього складаємо баланс по діоксиду вуглецю, враховуючи, що вміст діоксиду вуглецю в очищеному газі становить 0,005%:
=11,5-0,00005Vпогл.СО2 + Vпогл.СО2
, 5=0,99995Vпогл.СО2погл.СО2=39180,5/0,99995=39182,5 м3/ч
Кількість діоксиду вуглецю у минаючому конвертованій газі
, 29 - 76961,7=22,59 кг/год
Визначення витрати розчину МДЕА для поглинання 39182,5 м3/ч діоксиду вуглецю.
Поглинювальна здатність розчину, виражена ставленням моль СО2 на моль аміну, називається також ступенем карбонізації.
Приймаємо поглинальну здатність МДЕА:
на виході - 0,5 кмоль СО2/кмоль МДЕА
на вході - 0,1 кмоль СО2/кмоль МДЕА
Тоді середня ступінь карбонізації складе:
, 5 - 0,1=0,4 кмоль СО2/кмоль МДЕА
Знаходимо необхідну кількість кмоль МДЕА для поглинання
, 5 м3/ч діоксиду вуглецю:
, 4 кмоль СО2 ----- - 1 кмоль МДЕА
, 7/44 кмоль СО2 ----- х кмоль МДЕА
Мольная маса МДЕА - 119 кг/кмоль, тоді маса 100% -ного розчину МДЕА дорівнює: МДЕА (100%)=119 · 4373=520387 кг/год
Кількість 40% -ного розчину МДЕА: МДЕА (40%)=520387 · 100/40=1300967,5 кг/год
Кількість насиченого розчину МДЕА дорівнюватиме:
, 7 + 1300967,5=1377929,2 кг/год
Результати розрахунків зводимо в таблицю 5.2.
Таблиця 5.2 Зведена таблиця матеріального балансу абсорбера
ПріходРасходНаіменованіекг/год%, масс.Наіменованіекг/год%, масс.Газ на очищення в т.ч .: Н2 N2 CO2 CH4 CO Ar150319,38 12709,56 58017,5 76984,29 443, 57 891,25 1273,21 8,46 38,60 51,21 0,29 0,59 0,85Очіщенний газ, в т.ч .: Н2 N2 CO2 CH4 CO Ar73357,68 12709,56 58017,5 22,59 443,57 891,25 1273,21 17,33 79,09 0,03 0,60 1,21 1,74Всего: 150319,38100,0Всего: 73357,68100,0Раствор МДЕА1300967,6Раствор МДЕА1377929,2Всего1451286,88100,0Всего1451286, 88100,0
5.2 Тепловий баланс абсорбера
Вихідні дані:
Температура надходить газу - 50 ° С
Температура розчину МДЕА - 50 ° С
Температура газу на виході - 70 ° С
Температура розчину МДЕА - 68 ° С
Кількість конвертованого газу і розчину МДЕА, відповідно до таблиці 5.2 матеріального балансу абсорбера, дорівнюють 150319,38 кг/год і
, 6 кг/год відповідно.
Кількість тепла, яке підводиться в абсорбер для поглинання діоксиду вуглецю СО2 розчином МДЕА, визначається з рівняння теплового балансу абсорбера:
к.г + QМДЕА - Qр=Q к.г + Q МДЕА + Qпот.
де ліва частина рівняння відповідає приходу тепла: к.г - тепло принесене конвертованим газом, кВт; МДЕА - тепло, принесене розчином МДЕА, кВт; р - тепло, що витрачається на розчинення діоксиду в розчині МДЕА, кВт.
Права частина рівняння відповідає витраті тепла: к.г - тепло, уносимое очищеним конвертованим газом, кВт; МДЕА - тепло, уносимое розчином МДЕА, кВт; піт.- Теплові втрати, кВт.
Тепло, внесене конвертованим газом розраховується за формулою:
к.г=mк.гск.гtн (к.г)
де mк.г - маса конвертованого газу, кг/с;
ск.г - питома теплоємність конвертованого газу, кДж/(кг · К); н (к.г) - температура конвертованого газу на вході в абсорбер, ° С.
Для газових сумішей питома теплоємність розраховується за формулою
Питому теплоємність компонентів конвертованого газу знаходимо по [20], при температурі 50 ° С:
=14,33 кДж/(кг · К); =0,865 кДж/(кг · К); =1,043 кДж/(кг · К);
=1,041 кДж/(кг · К); =2,31 кДж/(кг · К)=0,725 кДж/(кг · К);
к.г=(150319,38/+3600) · 2,076 · 50=4334,21 кВт
Тепло, принесене розчином МДЕА розраховується за формулою:
МДЕА=mМДЕА · сМДЕА · tн (МДЕА)
де mМДЕА - 1300967,6 кг/год - кількість розчину МДЕА, що надходить на абсорбцію;
сМДЕА - 3,717 кДж/(кг · К) - питома теплоємність розчину МДЕА при початковій температурі tн (МДЕА)=50 ° С [20] .МДЕА=(1300967,6/3600) · 3,717 · 50=67162,45 кВт
Тепло, що виділяєтьс...
