Proiect - Desorbtia CO2

5x puncte

categorie: Chimie

nota: 9.10

nivel: Facultate

CAPITOLUL 2-2
PROCEDEUL DE ELIMINARE A CO2-ului CU LESIE DE K2CO3 , ACTIVATA CU DEA .

Procedeul este folosit la fabrici de amoniac de mare capacitate. Solutia absorbanta uzata este regenerata partial si total , rezultand , in consecinta solutii pentru absorbtie semiregenerata , repectiv regenerate. Concentratia solutiei de spalare (tip Carsol) : K2CO3 – 28% ; DEA R[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Proiect - Desorbtia CO2

CAPITOLUL 2-2
PROCEDEUL DE ELIMINARE A CO2-ului CU LESIE DE K2CO3 , ACTIVATA CU DEA .

Procedeul este folosit la fabrici de amoniac de mare capacitate. Solutia absorbanta uzata este regenerata partial si total , rezultand , in consecinta solutii pentru absorbtie semiregenerata , repectiv regenerate. Concentratia solutiei de spalare (tip Carsol) : K2CO3 – 28% ; DEA – 1,8-1,9% ; V2O5- 0,4-0,5% .

Gazul convertit , cu 17%CO2 si 27 ata cedeaza caldura in fierbatoarele 11 , trece prin separatorul de condens 1 , iar de aici , cu 700C , intra in coloana de absorbtie 2 la partea inferioara a acesteia . Coloana este umpluta cu sei ceramice , asezate pe mai multe straturi , stropite la varf cu lesie Carsol regenerate , iar la mijloc cu lesie semiregenerata . Cu 0,1- 0,15 CO2 si avand 700C ,gazul spalat trece prin separatorul de picaturi 3 si de aici la metanator . Lesia uzata (saturata cu CO2) din absorberul 2 este distribuita uniform spre cele doua coloane de regenerare 4 , la partea superioara a acestora . Coloanele
4 sunt umplute tot cu sei ceramice .

O mare parte din lesie , circa 80% , este extrasa din coloanele de desorbtie 4 inainte de a ajunge sa fie complet regenerata si , cu pompele 12 ,este trecuta la racitoarele 13 unde temperatura coboara de la 114 la 1050C , temperatura cu care intra la mijlocul coloanei de absorbtie 2 . Restul de lesie din desorberele 4 ajunge in blazul acestor coloane , este incalzita in fierbatoarele cu gaz 11 si cu cele cu abur 10 , la 118-1200C , definitivandu-se astfel desorbtia si obtinandu-se lesia regenerate . Pompa 14 aspira lesia regenerata cu 1180C , o trece prin racitorul 15 si , cu 700C , o trimite la varful coloanei de absorbtie .

Solutia regenerata are gradul de conversie al K2CO3 in KHCO3 de 22-24% , pe cand solutia semiregenerata are acest grad de conversie de 45% .
Bioxidul de carbon din desorberele 4 trece prin racitorul 5 separatorul 6 , racitorul 8 , separatorul 7 , iar de aici la consumatori avand puritatea de 98% CO2 . Condensul separate din CO2 este trimis sub forma de reflux , cu ajutorul pompei 9 , in desorberele 4 . Condensul de process separate in 1 , contine pana la 1500-1600 mg NH3/l si este trimis la o coloana de stripare , spre a elimina amoniacul , ajungandu-se la un continut de 3-5 mg NH3/l dupa stripare .
Filtrele 21 si 22 permit separarea suspensiilor mecanice si adsorbtia unor compusi de natura organica nedoriti in solutia de spalare .

K2CO3 sau KOH folositi la prepararea solutiei de spalare Carsol trebuie sa aiba un continut foarte coborat de clor , astfel incat lesia de spalare san u depaseasca maximum 30 ppm Cl- , spre a se evita fenomenul de coroziune a otelurilor inoxidabile folosite in cantitate mare in instalatie . Sunt afectate in mod deosebit tevile fierbatoarelor 11 . Continutul de fier in lesie trebuie sa fie maximum 0,01% . De- erminarea exacta a continutului de fier in lesie este mai putin importanta , foarte importanta fiind sesizarea la timp a inceperii cresterii continutului de fier , semn al inceperii coroziunii in instalatia de spalare , care impune luarea urgenta de masuri .

CAPITOLUL 3
REGIM OPTIM DE FUNCTIONARE

Gazul convertit la iesirea din conversia de joasa temperatura are urmatorii parametri :

Debit 19.959 Nm3/h
Temperatura 2540C
Presiunea 28 kg/cm2
Compozitia N - 19,87%
Ar - 0,25%
H2 - 61,42%
CO - 0,5%
CO2 – 17,65%
CH4 - 0,31%
Total gaz uscat : - 100%

Racirea gazului de la 2540C pana la 820C se face in trei trepte:

- prin stropire cu condens de process de 800C din separatorul de picaturi de dupa C.J.T. sau cu apa de alimentare cazan de 1200C . In aceasta faza gazul se satureaza cu vapori de apa si se raceste pana la 1760C .
- prin reboilerele de solutie Carsol unde gazul se raceste de la 1760C la cca . 1270C . Gazul circula in spatial tubular in forma de “U” al reboilerelor .
- prin preancalzitorul de apa demi + condens de abur unde gazul se raceste de la 1270C pana la 800C .

Condensul din gaz (rezultat in urma racirii) se separa intr-un separator de picaturi . Condensul de process din separator se trimite printr-o pompa la stropirea gazului de la iesirea din C.J.T. si printr-un ventil de executie intr-o coloana de stripare . Retinerea CO2-lui se realizeaza intr-o coloana de absorbtie cu solutie de K2CO3 + D.E.A. +V2O5 . Gazul se introduce la baza absorberului si circula in contracurent cu lesia Carsol introdusa la varful si la mijlocul coloanei . Umplutura ceramica asigura o suprafata mare de contact intre lesia Carsol si gazul din care se retine CO2-ul .

Reducerea la minim posibil a continutului de CO2 din gazul de sinteza se impune , deoarece orice compus cu continut de O2 constituie o otrava pentru catalizatorul din coloana de sinteza. In solutia Carsol retinerea CO2-ului are loc prin absorbtie fizica si prin chemosorbtie (reactie chimica intre K2CO3 + D.E.A si CO2) . Reactiile chimice de retinere a CO2-ului in lesie Carsol sunt :
1) K2CO3 +CO2 + H2O = 2KHCO3
2) (HO-CH2-CH2)2NH+CO2+H2O = (HO-CH2-CH2)2-NH2-HCO3

Deoarece constanta de echilibru a reactiei nr.2 este mai mare decat constanta de echilibru a reactiei nr.1 prin intermediul adaosului de D.E.A. se mareste gradul de retinere a CO2-ului din gaz . Numai cu solutia de K2CO3 nu se ooate reduce continutul de CO2 – la iesirea din desorber pana la sau sub 0,1% .

Parametri gazului la intrarea si la iesirea din absorber sunt :
Parametrii intrare iesire
-presiune 28kg/cm3 27,9kg/cm3
-temperatura 800C 700C
-debit 143849Nm3/h 117684Nm3/h
-compozitie(gaz uscat)
N2 - 19,83% 24,10%
Ar - 0,25% 0,31%
H2 - 61,42% 74,51%
CO - 0,54% 0,61%
CO2 - 17,65% 0,1%
CH4 - 0,31% 0,37%
Total gaz uscat : 100% 100%

Debitul total de lesie ce trece prin absorber este de cca. 1.528.000 kg/h din care cca. 20% intra la varful coloanei de absorbtie de lesie regenerata (70-750C) , iar restul de 80%(1.220.000kg/h) intra la mijlocul coloanei ca lesie semiregenerata . Compozitia lesiei Carsol la intrarile in absorber este :

Componenti : Sol . regenerata Sol.semiregenerata
K2CO3 28% 25%

Gradul de conversie :
K2CO3 in KHCO3 22% 42%
D.E.A. cca.1,8% cca.1,8%
V2O5 peste 4000 ppm

Lesia regenerata distribuita uniform pe stratul superior de umplutura ceramica , coboara prin cele 3 straturi de umplutura din sectiunea din sectiunea superioara a coloanei si definitiveaza procesul de retinere a CO2-ului din gaz . Continutul de CO2 in gaz la baza sectiunii superioare a coloanei este de 0,6-0,8% CO2 , iar la varful coloanei de absorbtie este de 0,1% . Lesia semiregenerata distribuita uniform pe stratul superior de umplutura al sectiunii inferioare a coloanei – impreuna cu lesia regenerata , coboara prin cele 4 straturi de umplutura a sectiunii inferioare a coloanei si ajunge la baza absorberului .
La baza absorberului se mentine 75-85% . Gazul la intrare in coloana barboteaza in lesie si deja la baza absorberului se retine o parte din CO2 .
Dupa ce a fost retinut CO2-ul din gaz in solutia Carsol are loc regenerarea acesteia (desorbtia CO2-ului din lesie) . Reactiile de desorbtie a CO2-ului din solutia Carsol sunt inversele reactiilor de absorbtie (si au loc la temperaturi mai ridicate si la presiuni mai scazute decat la absorbtie) .

1) KHCO3 = K2CO3 + CO2 + H2O
2) (HO-CH2-CH2)2-NH2-HCO3 = (HO-CH2-CH2)2NH + CO2 + H2O

Regenerarea lesiei Carsol are loc in doua coloane de desorbtie (stripere ) identice , prevazute cu cate patru straturi de umplutura ceramica . Lesia uzata de la baza absorberului inainte de a intra la varful striperului se destinde de la 26 kg/cm3 la cca . 0,5 kg/cm3 . In urma destinderii o mare parte din CO2 se desoarbe din lesie. Lesia uzata introdusa la varful striperului , cca 778.000 Nm3/h (distribuita uniform pe primul strat de umplutura ceramica , printr-un taler de distributie) parcurge cele trei straturi de umplutura a sectiunii superioare a striperului . Venind in contact cu vaporii calzi de apa si CO2 (care urca de jos in sus prin straturile de umplutura ceramica) , lesia se regenereaza partial (o mare parte din CO2 este desorbit din lesie) .

Temperatura lesiei uzate la intrarea in varful striperului este de 1060C , iar temperature amestecului de CO2 + bapori de apa care iese la varful striperului este de 1020C . Lesia semiregenerata se aduna in fundul inferior al sectiunii superioare a striperului , cu temperatura de 1140C . In urma contactului ci vaporii calzi de apa + CO2 lesia s-a incalzit de la 1060C la 1140C . Aproximativ 80% din lesiea semiregenerata se scoate din fundul sectiunii superioare si se trimite catre mijlocul absorberului , iar restul de 20% de solutie semiregenerata prin preaplinurile fundului sectiunii superioare ajunge in sectiunea inferioara a striperului unde prin intermediul unui taler se distribuie uniform pe stratul de umplutura ceramica din sectiunea inferioara a striperului . Deasupra talerului se mai introduce si refluxul de condens , (ca reflux se foloseste condensul separat dupa racirea CO2-ului) .

Prin stratul de umplutura ceramica a sectiunii inferioare , a striperului se continua procesul de desorbtie a CO2-ului . Condensul de reflux de 600C , in contact cu vaporii calzi de apa + CO2 se evapora asigurand agent de incalzire pentru straturile de umplutura ceramica din sectiunea superioara a striperului . Dup ace parcurge stratul de umplutura ceramica , lesia se aduna in fundul superior al sectiunii inferioare a stri –perului de unde prin cadere libera ajunge la fierbatoarele de lesie . Temperatura de fierbere a lesiei la presiunea de cca . 0,7 kg/cm2 si la un continut de 28% K2CO3 este de 1190C .

In urma fierberii se continua desorbtia CO2-ului si evaporarea apei din lesie . Vaporii de apa si CO2 desorbiti impreuna cu lesia in fierbere formeaza o emulsie cu densitate mai redusa decat cea a solutiei de la intrarea in fierbatoare . Emulsia de lesie prin termosifonare reintra in fundul inferior al sectiunii inferioare a striperului . Aici are loc separarea vaporilor de apa si CO2 din emulsia din lesie .Vaporii de apa + CO2 trec prin cosurile fundului superior al sectiunii inferioare si continua drumul prin straturile de umplutura pana ce ajung la varful striperului .

Lesia regenerata , adunata in fundul inferior al striperului se trimite catre varful absorberului .Reglarea temperaturii lesiei la baza striperelor se face prin intermediul modificarii debitului de abur admis in reboilere . Continutul de V2O5 din lesia Carsol se mentine intre 4000-5000 ppm. Se urmareste prin analiza de laborator continutul lesiei in V2O5 , respectiv in fier . Continutul normal de fier in solutie Carsol variaza intre 30-50 ppm . O crestere a continutului de fier in solutie denota existenta coroziunii in instalatie .

Amestecul de CO2 si vapori de apa calzi (plus picaturile de lesie antrenate cu CO2) la iesirea din stripere are temperatura de 1020C , presiunea de cca . 0,5 kg/cm2 si debit de 54.054 Nm3/h . Bioxidul de carbon la iesirea din stripere este saturat in vapori de apa . Racirea si separarea condensului din amestecul de apa + CO2 + picaturi de lesie Carsol se produce in doua trepte . Dupa racire se separa condensul intr-un separator , iar CO2-ul rezultat se trimite catre consumatori (uree , N.P.K) .
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Chimie

CAUTA REFERAT

TRIMITE REFERAT CERE REFERAT
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

E-referate.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat termenii si conditiile de utilizare pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles