вляється на подальшу переробку, а насичений розчин регенерують, що вимагає додаткової витрати енергії. Процес абсорбції проводимо в масообмінних апараті типу насадок колони (насадка - кільця Рашига або сідлоподібна насадка Берля).
Спочатку відбувається фізична абсорбція CO2 розчином, після чого поглинений діоксид вуглецю вступає в реакцію з карбонатом калію. Завдяки хімічної реакції розчинений CO2 переходить в пов'язаної стан (KHCO3). Концентрація вільного газу в рідині зменшується, а процес абсорбції прискорюється. Особливу важливість представляє десорбція компонента і вторинне використання калієвого розчину з метою економії сировини. При десорбції застосовується дросселирование поглинаючої розчину, при якому розчин скипає і CO2 видувається утворюється водяною парою.
Очищення газу Поташня розчином заснована на взаємодії діоксиду вуглецю з карбонатом калію за сумарним рівнянням
2CO3 + H2O + CO2=2 KHCO3
Швидкість реакції практично повністю лімітується швидкістю повільно протікає реакції в рідкій фазі
СO2 + ОН-=HCO3 -
5.2 СТРУКТУРНА СХЕМА
Схема 4.2.1 Структурна схема очищення конвертованого газу від СО2 розчином гарячого поташу
Метод заснований на застосуванні відносно дешевого абсорбенту, але має ряд недоліків: мала розчинність карбонату у воді (особливо бікарбонату), низька швидкість абсорбції, що призводить до необхідності значної циркуляції розчину і обумовлює збільшення габаритів апаратів. Крім того, рівноважний парціальний тиск СО2 над розчинами поташу досить велике, і не вдається досягти тонкого очищення газу (0,08 - 0,15% СО2 в газ після очищення). Перевага методу - порівняно низький витрата тепла на регенерацію.
5.3 ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА
Проведено аналіз різних технологічних схем, представлених в літературі [1] [4] [5] [8] [9]. Виділено наступні види схем: з розділеним потоком, схема поташевою очищення з активатором, схема поташевою очищення без активатора.
Опис технологічної схеми
Газ під тиском 12,5 - 15 атм при температурі 155оС, яка розвивається при стисненні його в компресорі, надходить у теплообмінник 1, куди підводиться відпрацьований розчин після абсорбції. Частина тепла газ передає розчину, охолоджуючись при цьому до температури 125-130 оС, потім проходить водяній холодильник 2, де охолоджується до 122оС, і через влагоотделитель 3 надходить в абсорбер 4.
У абсорбере є кілька шарів насадки з кілець пале. Сюди подається регенерований розчин поташу, 2/3 якого з регенератора 5 надходить у нижню частину абсорбера при температурі 102 ° С. Приблизно 1/3 розчину охолоджується у водяному холодильнику до 80 ° С і потім подається у верхню частину абсорбера. Така схема циркуляції розчину сприяє зниженню залишкового вмісту СО2 в газі.
У абсорбере 4 газ очищується за 18 - 19% початкової концентрації СО2 до залишкового вмісту 0,3 - 1,5% і при температурі 80 ° С виходить з абсорбера. Далі очищений газ охолоджується в водяних холодильниках і, пройшовши влагоотделитель, надходить на стиск в газові компресори.
Відпрацьований поташний розчин видаляється з абсорбера через автоматичний клапан регулятора рівня, проходить теплообмінник 1 і дросселируется у верхню частину регенератора 5, де підтримується надлишковий тиск порядку 0,06 - 0,07 атм. При цьому з розчину виділяється двоокис вуглецю, концентрація якої досягає 99,5 - 99,8% СО2.
Регенератор є вертикальний колонний апарат з двома шарами насадки з кілець пале. Розчин стікає зверху вниз по насадці; при нагріванні його парам з розчину виділяється двоокис вуглецю. До низу регенератора підключений внесений підігрівач, в якому розчин нагрівається глухим пором до 104 - 105 ° С.
Гарячий регенерований розчин перекачується з регенератора насосом 8 на зрошення абсорбера 4. Рівень розчину в регенераторі регулюється зміною подачі свіжого конденсату в куб цього апарата.
Операторна і технологічна схема поташевою очищення конвертованого газу від СО2 наведені в додатках 1 і 2 відповідно.
. ВИБІР І ЗАСНУВАННЯ КОНСТРУКЦІЯ ОСНОВНОГО АПАРАТУ
Основними апаратами на стадії очищення є абсорбери [7] і регенератори, в яких здійснюються масообмінні процеси поглинання і виділення діоксиду вуглецю.
До масообмінних температурі очищення висувають такі вимоги:
· Велика пропускна здатність по газу і рідини, що дозволяє створити малогабаритні апарати і робить можливим їх транспортування по залізниці з заводу виробника
· Високий с...
