Очистка газа

3 Расчёты

3.1 Материальный расчёт. Расчёт расходных коэффициентов

Исходные данные:

Производительность установки – 1 425 т/сут.

Количество сухого газа на очистку – 230 000 м3/ч.

Состав поступающего газа: Н2 = 61,55%об.; N2 = 20,02%об.; СО2 = 17,4 %об.; СО = 0,49%об.; СН4 = 0,28%об.; Ar = 0,25%об..                                    

Состав газа после процесса очистки: Н2 = 74,5%об..; N2 = 24,23%об.; СО2 = 0,03%об.; СО = 0,59%об.;         СН4 = 0,34%об.; Ar = 0,3%об..

Содержание СО2 в газе после очистки − 0,03 % об.

Концентрация раствора МДЭА – 36 % масс.

Количество СО2, поглощённое в абсорбере:

230 000 ∙ 0,1741 = (230 000 − VCО2погл.) ∙ 0,0003 + VCО2погл.               (3.1)

VCО2погл. = [pic 1]м3/ч

GCО2погл.= (VCО2погл. ∙ 44) ∕ 22,4                                      (3.2)

где: 44 – мольная масса двуокиси углерода, кг/кмоль

GCО2погл.= (39 986 ∙ 44) ∕ 22,4 = 78 543,93 кг/ч

Расход раствора МДЭА на поглощение СО2.

Степень карбонизации равна 0,71 моль/моль, поэтому степень карбонизации насыщенного раствора: [pic 2]

Степень карбонизации глубоко-регенерированного раствора равна: [pic 3].

Груборегенерированный: [pic 4].

На выходе из верхней секции: [pic 5].

Степень карбонизации раствора на входе в нижнюю секцию абсорбера можно определить как среднюю для двух потоков раствора; 50% раствора, прошедших в верхнюю секцию и 50 % раствора после грубой регенерации.

[pic 6]                                            (3.3)

[pic 7]

В абсорбере поглощено СО2 в верхней секции:

                                                 (3.4) [pic 8]

   [pic 9]

В нижней секции:

                                               (3.5)[pic 10]

  [pic 11]

Всего:[pic 12]

[pic 13]

Молекулярный вес МДЭА ((НО−СН2СН2)2NCH3) равен 119. Объём 1 кмоль СО2 равен 22,26 м3 (при нормальных условиях). Плотность 36% раствора МДЭА примерно 1 001 кг/м3, 1 м3 такого раствора содержит:

[pic 14]

Объём диоксида углерода, поглощенный 1 м3 раствора равен:

VCО2 = [pic 15]

Тогда расход раствора на поглощение СО2 из газа составляет:

GМДЭА = VCО2погл. / 32,24                                  (3.6)

GМДЭА  = 39 986 / 32,24 = 1 240,26 м3/ч                        

Тогда делаем перевод м3/ч на кг/ч.

GМДЭА = 1 240,26 ∙ [pic 16]                                          (3.7)

где: 1 001 кг/м3 – плотность МДЭА раствора при 20º С, кг/ч

GМДЭА = 1 240,26 ∙ 1001 = 1 241 500,26 кг/ч

Количество насыщенного раствора, поступающего на регенерацию:

GМДЭА + GCО2погл. = Gр-ра                                                                  (3.8)

Gр-ра = 1 241 500,26 + 78 543,93 = 1 320 044,19 кг/ч

Принимаем общее давление внизу регенератора равным: Робщ. = 0,15 ∙ 106 Па

Насыщенный (отработанный) раствор поступает в отбойный слой с темпера-