Розрахунок грубого очищення

На грубе очищення подається гарячий грубо регенерований розчин в суміші з розчином після тонкого очищення. Обидва потоки мають однаковий ступінь карбонізації і витрата загального потоку дорівнює:

G0(розчину)= G0+ G’0 + G’погл.газів,

де G’погл.газів – кількість поглинутих газів на стадії тонкого очищення..

Витрати компонентів газової суміші , м3/год та їх масові витрати , кг/год, на грубе очищення знаходять за формулами,:

, (5)

. (6)

Масова витрата вихідного газу, кг/год, становитиме:

;

.

Масові частки газів, % мас., до очищення знаходять за формулою:

. (7)

Таблиця 4 – Об’ємні та масові витрати газів на очищення

Компонент V0і C0і G0і w0і
CO2        
CO        
H2        
CH4        
N2        
Ar        
Всього V0   G0  

 

Витрату очищеного газу зі стадії грубого очищення, м3/год, попередньо знайти за формулою, що не враховує поглинання малорозчинних компонентів газової суміші:

; (8)

.

Об‘ємна витрата розчину К2СО3 становить, м3/год:

; (9)

.

Масова витрата розчину К2СО3, кг/год:

; (10)

.

Молярна витрата розчину К2СО3, кмоль/год

; (11)

.

Враховуючи те, що на грубе очищення подається «напівбідний» (грубо регенерований) розчин К2СО3, що містить вже деяку кількість СО2 та інших газів, знайти витрати речовин з розчином К2СО3 до абсорбції, кг/год:

; (12)

;

; (13)

;

; (14)

.

Об’ємна витрата води, м3/год:

; (15)

.

Масові концентрації компонентів в розчині К2СО3 до абсорбції, % мас, знайти за формулою:

. (16)

; ; .

Витрати CO2 після очищення, м3/год:

; (17)

.

Розрахувати масову витрату CO2 після очищення. кг/год:

.

Кількість поглиненого СО2, м3/год:

; (18)

.

Результати розрахунків представити в таблиці 5.

Кількість інших поглинених газів шукати за рівнянням:

, (19)

де – розчинність у розчині і-того компоненту за нормальних умов,

м3 газу/ м3 розчину; – загальний тиск, атм.

Масові витрати поглинених газів, кг/год, становлять:

.

Витрати газів після очищення, м3/год, знайти як різницю між витратою газу на очищення та кількістю поглиненого газу:

;

Масові витрати газів після очищення, кг/год, становлять:

.

Загальну витрату конвертованого газу після грубого очищення знайти, як суму витрат компонентів:

;

.

Кількість поглинених газів, кг/год:

.

Частки компонентів (масові та об’ємні %) в очищеному газі:

; ;

Таблиця 5 – Кількість поглинених газів та витрати газів після стадії грубого очищення

  Vпоглі , м3/год Gпоглі , кг/год Vi , м3/год Ci, %об. Gi , кг/год wi, %мас.
CO2            
CO            
H2            
CH4            
N2            
Ar            
Всього Vпогл        

 

Далі порівняти останнє значення V з попередньо знайденим за рівнянням (8). Якщо їх різниця лежить в межах дозволеної похибки 0,1%, перейти до наступних розрахунків, в протилежному випадку розрахунки повторити, підставляючи в розрахунки останнє значення V (в середовищі Excel це легко робиться ітераційним методом).

Організація ітерації: меню «сервис», «параметры», «вычисления», відмітка у полі «итерация», «ОК». Далі: а) виділити комірку, у якій введено перше наближення V знайдене за рівнянням (8) ;б) за допомогою клавіатури ввести =; в) виділити комірку, у якій розраховано останнє значення V; д) натиснути „Enter”; г) перерахунок проведено і нове значення V є дійсним.

Витрату розчину К2СО3 на виході з абсорбера, кг/год, знайти як суму початкової витрати розчину та кількості поглинених газів:

;

.

Масові частки води та поташу в розчині К2СО3 після абсорбції, % мас, знайти за формулою:

;

; .

Масові частки поглинених газів, % мас., знайти наступним чином:

;

;

;

;

;

;

.

Результати розрахунків представлені у вигляді таблиць матеріального балансу за газом та за розчином К2СО3.

 

 

Таблиця 6 – Матеріальний баланс газу на стадії грубого очищення

Прихід газу
компонент кг/год % мас. м3/год % об.
CO2 G0(CO2) ω0(CO2) V0(CO2) C0(CO2)
CO G0(CO) ω0(CO) V0(CO) C0(CO)
H2 G0(H2) ω0(H2) V0(H2) C0(H2)
CH4 G0(CH4) ω0(CH4) V0(CH4) C0(CH4)
N2 G0(N2) ω0(N2) V0(N2) C0(N2)
Ar G0(Ar) ω0(Ar) V0(Ar) C0(Ar)
Всього G0 V0
Витрата газу
компонент кг/год % мас. м3/год % об.
CO2 G(CO2) ω(CO2) V(CO2) C(CO2)
CO G(CO) ω(CO) V(CO) C(CO)
H2 G(H2) ω(H2) V(H2) C(H2)
CH4 G(CH4) ω(CH4) V(CH4) C(CH4)
N2 G(N2) ω(N2) V(N2) C(N2)
Ar G(Ar) ω(Ar) V(Ar) C(Ar)
Всього G V

Таблиця 7 – Матеріальний баланс розчину К2СО3 на стадії грубого очищення

  Прихід К2СО3 Витрата К2СО3
компонент кг/год % мас. кг/год % мас.
К2CO3 G0p2CO3) ω0p(K2CO3) G0p2CO3) ωp(K2CO3)
H2O G0p(H2O) ω0p(H2O) G0p(H2O) ωp(H2O)
CO2 G0p(CO2) ω0p(CO2) G0p(CO2)+Gпогл(СО2) ωp(CO2)
CO Gпогл(СО) ω0p(CO) Gпогл(СО) ωp(CO)
H2 Gпогл(H2) ω0p(H2) Gпогл(H2) ωp(H2)
CH4 Gпогл(CH4) ω0p(CH4) Gпогл(CH4) ωp(CH4)
N2 Gпогл(N2) ω0p(N2) Gпогл(N2) ωp(N2)
Ar Gпогл(Ar) ω0p(Ar) Gпогл(Ar) ωp(Ar)
Всього G0(розчину) G0(розчину)+Gпогл