Аналітичний огляд існуючих методів очищення димових газів від СО2

дипломная работа

3. Вибір та опис технологічної схеми уловлювання діоксида вуглецю

У результаті проведеного аналізу розглядання та зіставлення різних методів уловлювання діоксиду вуглецю вибрана технологічна схема уловлювання діоксиду вуглецю, за допомогою поташу.

Димові гази за економайзером котлоагрегату типу ДКВР мають температуру приблизно 110 °С. для забезпечення нормальної роботи абсорбційного циклу гази, перед входом в абсорбер повинні бути охолодженими.

Охолодження димових газів відбувається у холодному скрубері (1), який являє собою апарат колонного типу з насадкою з вірно вкладених кілець Рашига.

Димові гази подаються знизу апарата. Зверху подається зворотна вода. Насадка зрошується водою, яка використовується спочатку для зрошення карбонат - бікарбонатного розчина в охолоджувачі (15). Температура димових газів на виході з холодного скрубера повинна бути не більш 50 °С.

З холодного скрубера охолодженні димові гази димовсмоктувачем (2) подають у нижню частину абсорбера (3), який являє собою колонний тарілковий апарат з відбійним шаром з кілець Рашига у верхній частині апарата та збірником розчина - у нижній.

Поглинальний карбонат - бікарбонатний розчин подається у верхню частину абсорбера на останню, за ходом газу, тарілку стікає у низ по тарілках,на зустріч димовим газам.

При контакті димових газів з карбонат - бікарбонатним розчином протікає реакція поглинання діоксида вуглецю з димових газів:

К2СО3 + СО2 + Н2О > 2КНСО3 (3.1)

Димові гази, проходячи усі тарілки та відбійний шар з кілець Рашига, з невеликим залишковим змістом діоксиду (1 - 3 %) скидаються в атмосферу.

Оптимальна температура абсорбції 60 - 70 °С. Поглииальний розчин перед подачею на зрошення абсорбера охолоджують до 70-75 °С у теплообміннику (4), який являє собою кожухотрубний холодильник.

У процесі абсорбції витрата карбонат - бікарбонатного розчину на зрошення контролюється та регулюється автоматично.

Рівень розчина у нижній частині абсорбера автоматично підтримується за допомогою регулюючого клапана, встановленого на напірної лінії насосів декарбонізованого розчина.

Для відновлення втрат розчина поташу у абсорбційно-десорбційному циклі періодично додають свіжий розчин.

Регенерація насеченого продуктами поглинання СО2 карбонат - бікарбонатного розчину здійснюється у десорбері (6). Перед поданням на десорбцію розчин підігрівається до 90-95 °С, послідовно проходячи теплообмінник КБР (4) та теплообмінник ПГС (5). Підігрів здійснюється регенерованим карбонат - бікарбонатним розчином (температура 120 °С) та парогазовою сумішшю (температура до 110 °С), які виходять з десорбера.

Десорбер (6) конструктивно поєднує два апарата: кипятильник (кожухотрубний теплообмінник) та дефлегматор насадочного типу.

Карбонізований розчин поташу подається у верхню частину дефлегматора та через розподільчу тарілку стікає по насадці противострумом парогазової суміші, що рухається вверх. З дефлегматора розчин за трьома циркуляційними трубами у нижню частину трубного простору кипятильника, що кипить за рахунок конденсації насиченої водяної пари, що подається у міжтрубний простір кипятильника.

Декарбонізований розчин відводиться з верхньої частини трубного простору кипятильника і маючи температуру 120 °С спрямовується у теплообмінник КБР (4).

При нагріві карбонат - бікарбонатного розчину у кипятильнику до 115 - 120 °С утворюється парогазова суміш (ПГС), що складається з діоксида вуглецю та водяної пари. Парогазова суміш крізь трубу у проміжному днищі прямує у дефлегматор, з верхньої частини якого вона прямує у теплообмінник ПГС (5) для підігрівання карбонізованого розчина поташу.

У десорбері сполучені два засоби відгонки діоксиду вуглецю - відгонка водної пари та відгонка шляхом кипятіння розчину. Останній засіб забезпечує більш повне розкладання вмісту діоксида вуглецю у декарбонізованому розчині та покращуючи тим самим ступінь поглинання діоксиду вуглицю у абсорбері. Відгонка діоксиду вуглецю у потоці водяної пари і являє собою власно десорбцію, так як при цьому тиск діоксиду над поглиначем вище, ніж у газовій суміші. У дефлегматорі відокремлюється до 90 % поглинутої у абсорбері вуглекислоти. Інша кількість відокремлюється при кипятінні розчина у кипятильнику.

Оптимальною температурою процесу десорбції являється температура 115-120 °С, що забезпечує достатню ефективність процесу. Тиск пари у дефлегматорі підтримується автоматично.

Декарбонізований розчин поташу, що виходить з десорбера,потрапляє у відділювач газу (зображений на схемі), потім у теплообмінник КБР(4), в якому він охолоджується до температури 90-95 °С, підігріває при цьому карбонізований розчин поташу.

З теплообміннику КБР(4) декарбонізований розчин поташу спрямовують у збірник (на схемі не зображений), у якому змішується зі свіжим поглинальним розчином. Зі збірника насосом карбонат - бікарбонатний розчин подається на зрошення абсорбера (3).

Парогазова суміш після теплообмінника ПГС (5), де вона віддає частину тепла карбонізованому розчину, де остаточно охолоджується до температури 30-35 °С оборотною водою в охолоджувачі (на схемі не зображений). Охолоджений діоксид вуглецю, проходячи відокремлював флегми (7), в якому він відокремлюється від вологи, далі потрапляє на зрошення у газгольдер.

Делись добром ;)