Расчет очистки газа

      3. Доля отгона и состав жидкой и паровой фаз сырья. При нагревании насыщенного водного раствора МЭА химические соединения, образовавшиеся вследствие поглощения кислых компонентов в абсорбере, разлагаются с выделением СО₂ и H₂S (см. с. 31). При подаче сырья в десорбер (t=90°C и π=0,12 МПа) происходит однократное испарение с образованием жидкой и паровой фаз.

      Мольная доля отгона е' исходного сырья и  составы фаз при температуре  t=90°C и давлении π=0,12 МПа рассчитываются аналитическим методом Трегубова путем подбора такого значения е', при котором удовлетворяются равенства:

и

Где n – число компонентов в исходном сырье; x'_i, y'_i,·– содержание i-гo компонента в жидкой и паровой фазах, образовавшихся при однократном испарении сырья, мольн. доли; π= 120 000 Па – давление в аппарате; с'_i– содержание i-го компонента в сырье (см. табл. 1.15), мольн. доли; P_i – давление насыщенного пара i-гo компонента, Па.

      Давления  насыщенных паров компонентов при  температуре t=90°C определены по следующим источникам:

      Ввиду отсутствия надежных данных давления насыщенных паров химических соединений кислых компонентов приняты равными  нулю.

      Значение  мольной доли отгона, которое удовлетворяет равенствам (9) и (10) определено методом постепенного приближения и равно е'=0,0242. Результаты расчетов составов жидкой и паровой фаз сырья, образовавшихся при однократном испарении, даны в табл. 1.16.

      Зависимость между массовой и мольной долями отгона имеет вид:

где, е  – массовая доля  отгона; М_у – мольная   (средняя)   масса паровой фазы, образовавшейся при однократном испарении.

      Расчет  средних мольных масс жидкой и  паровой фаз, образовавшихся при  однократном испарении сырья дан в табл. 1.17, где значения Σy'_i и Σx'_i приведены точно к единице путем распределения по компонентам невязок +0,000007 и –0,0000406 (табл. 1.16). 

      Таблица 1.16.  Расчёт мольной доли отгона сырья при подаче его в десорбер (t=90^oC, =120000 Па) 

      Таблица 1.17. Расчет средних мольных масс потоков, образовавшихся  в  результате  однократного  испарения  сырья

      Массовая  доля отгона равна:

      Количество  паровой и жидкой фаз, образовавшихся при однократном испарении сырья:

      4. Расчет разложения химических  соединений в испарителе. В результате однократного испарения сырья в жидком потоке Ош содержание кислых компонентов уменьшилось (табл. 1.18).

      Однако  в абсорбере осталось еще много  кислых компонентов в растворенном и химически связанном состоянии. Для дальнейшего разложения химических соединений кислых компонентов с абсорбентом его необходимо нагреть до температуры t_н=121°C, что обеспечивается подогреванием абсорбента в испарителе. Для расчета разложения химических соединений в" испарителе необходимо принять величину давления в межтрубном пространстве. Принимаем величину давления в испарителе =0,12 МПа.

      Расчеты химических разложений в испарителе (t_н =121°С, =0,12 МПа) подобны расчетам разложений химических соединений в теплообменнике (t=90°C, π = 0,196 МПа) и потому их подробности опущены; результаты представлены в табл. 1.19. Сравнение составов абсорбента после однократного испарения (см. табл. 1.18) и нагретого до температуры t_н=121°C (табл. 1.19) показывает незначительное его изменение.

      Объясняется это незначительным содержанием  химических соединений в подогреваемом  сырье и недостаточным его  нагревом. Известно, что при температуре выше 125°С моноэтаноламин разлагается. Поэтому регенерацию водного раствора МЭА при температуре выше 125°С не проводят. Подогрев абсорбента до температуры 125°С, как показывают расчеты, которые здесь опущены, не меняет заметно содержания (RNH₃)₂CO₃, RNH₃HCO₃, (RNH₃)₂S и RNH₃HS в абсорбенте. Поэтому в последующих расчетах процесса регенерации используют состав абсорбента, приведенный в табл. 1.19.

Таблица 1.18. Расчёт состава жидкой и паровой фаз сырья  

Таблица 1.19   Расчет состава абсорбента при температуре i*=121°C