ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регенерация моноэтаноламина и расход тепла на моноэтаноламиновую очистку из "Очистка технических газов" При повышении температуры равновесие химических реакций, протекающих при абсорбции, сдвигается влево происходит десорбция СО-2 и регенерация МЭА. Для десорбции двуокиси углерода раствор нагревают водяным наром. Разложение карбаматов и карбонатов, диффузия молекул свободной двуокиси углерода в жидкости к поверхности раздела фаз, переход их в паро-газовую фазу и диффузия молекул СОз в основную. массу паро-газового потока сопровождаются многократным испарением воды из раствора и конденсацией водяных паров. [c.135] Лимитирующей стадией процесса регенерации, по мнению авторов работы , является разложение сравнительно стойких химических соединений. Энергия активации реакции разложения карбаматных соединений по данны.м составляет 27 500 кал/ моль. Экспериментально исследована скорость разложения карбаматов МЭА и ДЭА в глицериновом растворе в интервале температур от 110 до 140° С при постоянном общем давлении. На рис. 1У-54 показана зависимость объема выделившейся СОа при разложении карбамата люноэтаноламина (отнесенного к 1 г пробы) от времени разложения. [c.135] Исходная проба содержала 0,334 моль СОг на 1 моль МЭА. Константы равновесия К = г г рсог рассчитаны по концентрации СОг в газе и растворе при равновесии. Исходя из температурной зависимости константы равновесия, были определены теплоты реакций, составляющие для МЭА и ДЭА соответственно 12 900 и 13 400 кал моль. [c.135] По экспериментальным кривым разложения карбамата была получена зависимость константы скорости реакции разложения карбамата Го от температуры и вычислена энергия активации (г — константа скорости реакции образования карбамата). [c.135] Интегральная теплота растворения равна в среднем 360 ккал1кг СОг, в зависимости от условий работы она колеблется от 320 до 430 ккал кг. Чем сильнее нагрет насыщенный раствор на выходе из абсорбера за счет теплоты абсорбции, тем выше температура регенерированного раствора на выходе из теплообменника и тем большее количество тепла будет потеряно в холодильнике. [c.136] Часть раствора, поступающего в регенератор, выходит из него в виде паров и возвращается в виде флегмы. Если температура флегмы после дефлегматора ниже температуры поступающего раствора, необходимо учитывать расход тепла на нагревание флегмы до температуры верха регенератора. [c.136] Расход тепла на отдувку СОг iQo д.) зависит от общего давления в регенераторе, концентрации моноэтаноламина и двуокиси углерода в насыщенном и регенерированном растворах, от принятой величины недорекуперации в теплообменнике. Тепло, потраченное на отдувку СОа, отводится в дефлегматоре (или скруббере-охлади-теле). [c.136] Рсо 2 — равновесное давление Oj при температуре и составе раствора в верхнем сечении регенератора. [c.137] Для расчета регенератора (в частности, равновесных условий в верхней части регенератора) могут быть использованы данные . Для технологических расчетов эти данные должны быть переведены в изобарические равновесные зависимости температуры кипения раствора кип. и парциальных давлений p o , Рн о от концентрации СОг в насыщенном растворе при давлении, равном общему давлению в регенераторе рр. Результаты расчета для 2,5 н. раствора МЭА приведены на рис. IV-55. Зависимость температуры кипения от а изображена на рис. 1V-56. [c.137] При подаче на регенерацию раствора, темнература которого выше его температуры кипения, происходит частичная десорбция СО.2, испарение воды и соответствующее понижение температуры, приводящие к изменению условий в верхней части регенератора. Зависимость температуры в этой части регенератора и минимального флег-мового числа от температуры насыщенного раствора показана на рис. IV-57. Здесь же приведены количества отдуваемых двуокиси углерода и паров воды при дросселировании перегретого раствора в регенератор. [c.137] Расчет зависимости отд. от выполнен по уравнению (1У-75) с рядом допущений, в частности при условии, что общее давление в регенераторе Рр одинаково по высоте аппарата. [c.141] На рис. 1У-58 приведены результаты расчета зависимости величины до,-д. от текущей концентрации двуокиси углерода а (в моль моль МЭА) при различных а у. [c.141] Кривая зависимости 7отд. от а , построенная поданным рис. 1У-58, приведена на рис. 1У-59. Из рисунка следует, что расход тепла на отдувку СО2 при концентрации СО2 в регенерированном растворе = 0,2 моль моль составляет 1200 ккал м при = 0,1 моль моль он возрастает примерно в 2 раза, а при = 0,05 моль1моль в 3,3 раза. Эта величина расхода тепла соответствует минимальному количеству острого пара, который должен быть подведен к критическому сечению регенератора. [c.141] Зависимость глубины регенерации раствора МЭА от температуры- . [c.143] Максимальная температура низа регенератора при тонкой очистке, когда А — О, равна температуре кипения раствора МЭА при давлении в нижней части регенератора (см. рис. 1У-15). [c.143] Повышение давления в регенераторе ведет к увеличению температуры кипения раствора МЭА, к уменьшению равновесного отношения Рн о/Рсог увеличением температуры p Q растет быстрее, чем Рнго) снижению расхода пара. Однако увеличение температуры в верхней части регенератора при постоянном давлении указывает на отклонение от равновесия и на то, что при этом увеличивается за счет уменьшения р , что приводит к повышению расхода пара. [c.144] Из приведенных равновесных данных (см. рис. 1У-21) следует, что при грубой очистке и особенно при проведении очистки под давлением оптимальные условия регенерации определяются условиями минимального расхода тепла. Лишь при очень тонкой очистке конвертированного газа необходимо уменьшать величину ниже оптимального значения. [c.144] Для определения минимального расхода тепла на регенерацию следует знать оптимальную поверхность теплообмена. В работе определена оптимальная величина недорекуперации At расчет основан на учете возрастания флегмового числа при снижении А , но без учета капитальных затрат и снижения температуры перегретого раствора при входе в регенератор. Авторы нашли, что для 15%-ного раствора МЭА оптимальная At = 17° С. [c.144] Если установка работает при больших значениях 2, температура кипения понижается. В результате раствор перегревается выше температуры кипения даже при высоком А/. В этом случае флегмовое число зависит от правильности аппаратурно-технологического оформления уз ла десорбции. В частности,- для снижения расхода тепла раствор целесообразно вводить при различной температуре в двух (или нескольких) точках по высоте регенератора . [c.144] Вернуться к основной статье