ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водная очистка от двуокиси углерода из "Очистка технологических газов" Водная очистка является наиболее старым методом удаления двуокиси углерода, поэтому до настоящего времени в промышленности эксплуатируется большое число этих установок. [c.114] Водная очистка представляет собой типичный процесс физической абсорбции. Многие технологические приемы, закономерности кинетики этого процесса и его аппаратурное оформление характерны и для других, более современных абсорбционных методов очистки, например пропилепкарбонатной. [c.114] Исследования [7—11] процесса водной абсорбции в колоннах с кольцевой насадкой показали, что объемный коэффициент массопередачи возрастает при увеличении плотности орошения, скорости газа и температуры и уменьшается при повышении давления. [c.115] В табл. 1У-3 приведены [6, 12] коэффициенты массопередачи К , рассчитанные по данным работы промышленных насадочных абсорберов. [c.115] При скорости газа 0,035—0,045 м/с, плотности орошения 200— 220 м /(м2-ч), температуре 14—22 °С и давлении 2,94 МПа (30 кгс/см ) среднее значение ЛГж составл ет примерно 0,7 м/ч. [c.115] Из уравнений (IV, 2) и (IV, 3) следует, что при высоких давлениях величина гпр больше, а растворимость СОд меньше, чем следовало бы по закону Генри, и заметно уменьшается при увеличении температуры. [c.116] Показано, что в присутствии СО2 в растворе заметно снижается растворимость азота и водорода присутствие же N2 или Hj в растворе сказывается на растворимости СО 2 в значительно меньшей степени вследствие малой растворимости этих газов в воде. [c.116] В работах [4] даны уравнения для расчета растворимости СО2, N2 и Н2 в воде и приведены значения летучестей. Для давления 1,47—2,94 МПа (15—30 кгс/см ) при расчете растворимости водорода и азота в воде с достаточной для технических расчетов точностью летучесть мо.жно заменить парциальным давлением компонентов в смеси. [c.116] В табл. IV-2 приведены данные [5] о растворимости компонентов газовой смеси в процессе водной очистки при различной температуре. Растворимость СО 2 и других компонентов в технической оборотной воде, используемой для очистки и содержащей повышенное количество солей, несколько ниже их растворимости в чистой воде. [c.116] Значения дифференциальной теплоты растворения СО 2 в зависимости от температуры и давления приведены в работах [1, 6]. Теплота растворения СО 2 в воде при 20 °С и атмосферном давлении составляет 24,6 кДж/моль (5880 кал/моль). [c.116] Примечание. Коэффициент массопередачи отнесен к геометрической поверхности насадки (см. табл. 11-7). [c.117] Анализ данных табл. 1У-3 показывает, что фактические коэффициенты массопередачи в среднем в 2,1 раза меньше рассчитанных на основе коэффициентов массоотдачи Рг ир - Так, например, для первого абсорбера (см. табл. 1У-3) по методике Хоблера [13] = = 1,79 м/ч, по методике Рамма = 1,74 м/ч. Расхождение сохраняется во всем диапазоне ц /юг,поцв (где г, подо — скорость, соотвстствуюш ая подвисанию жидкости й рассчитанная по уравнению Бейна и Хоугена [14]). [c.117] Причиной расхождения фактических и расчетных коэффициентов массопередачи является, по мнению авторов [10,18], продольное перемешивание газа в насадочных скрубберах. Так, указывается [10], что при большом соотношении расходов жидкости и газа, присуш,ем водной абсорбции, газ может увлекаться движуш ейся жидкостью. Образование нисходящих потоков газа нарушает истинный противоток газа и жидкости и в конечном итоге снижает движущую силу. [c.117] Таким образом, для расчета кинетики абсорбции СОа водой в скрубберах с кольцами Рашига 50 X 50 уравнения [И, 19—21], рекомендованные для расчета К, , могут быть использованы либо при введении коэффициента запаса, равного примерно двум, либо при соответствующем учете движущей силы процесса. [c.117] Эффективность работы абсорбера водной очистки от СО2 заметно возрастает при частичном затоплении насадки. По данным Л. И. Ти-тельмана, затопление нижней части насадочного слоя (примерно 3 м) в промышленном абсорбере позволило снизить содержание СОз на выходе из абсорбера с 2,6 до 2—2,2% (об.). [c.118] Водная абсорбция СОз под давлением исследовалась также в аппаратах с тарелками Киттеля [16, 17], в барботажных колоннах [23], в скрубберах с плоско-параллельной насадкой [24], а также в колоннах с колпачковыми и ситчатыми тарелками [7, 15]. [c.118] Принципиальная схема водной очистки от СО представлена на рис. 1У-2. Процесс водной очистки, как и другие процессы физической абсорбции, осуществляется под давлением. Оптимальное значение давления процесса водной абсорбции при проведении конверсии без давления составляет около 2,94 МПа (30 кгс/см2) [6, 7]. [c.118] выходящая из абсорбера, поступает в турбину агрегата мотор — насос — турбина с целью использования энергии сжатой воды. При этом происходит частичная десорбция двуокиси углерода. Дальнейшая десорбция СО2 производится в промежуточном десорбере, где давление воды снижается до некоторого промежуточного давления, и затем в аппаратах 7 к 8 (см. рис. 1У-2). [c.118] При абсорбции двуокиси углерода происходит одновременное поглощение и других компонентов синтез-газа. Если концентрация СО2 в газе равна 20%, потеря водорода за счет раствора составляет около 6%. Более высокие потери водорода объясняются механическим уносом пузырьков газа с растворо г. Практика работы водных абсорберов подтверждает [7], что вода, выходящая из них, пересыщена по водороду (по отношению к растворимости в условиях [низа аппарата). [c.119] Давление в промежуточном десорбере должно быть таким, чтобы обеспечить наиболее полную десорбцию водорода и других компонентов синтез-газа из воды при минимальной десорбции двуокиси углерода. Тогда в следующей стадии десорбции будет выделяться чистая двуокись углерода, которая в дальнейшем может быть использована для синтеза карбамида. Давление в промежуточном десорбере составляет примерно 3,43-10 Па (3,5 кгс/см2). [c.119] Вернуться к основной статье