Утилізація СО2 з димових газів котельної

 Для ковпачкових тарілок висоту світлого шару рідини можна розрахувати за рівнянням [6]:

 

                     

,                            (6.9)

 

де – висота переливної перегородки, м;

– лінійна щільність зрощення, м3/м∙с;

 

                                                          

,                                                 (6.10)

де – об’ємна витрата рідини, м3/с;

 – периметр зливу, м.

 

Висоту шару піни знаходимо за формулою [6]:

                                                            

,                                               (6.11)

де – газовміст барботажного шару, знаходимо за рівнянням [6]:

 

                                                     

,                                      (6.12)

 

де – критерій Фрудо,

 

                                           

.                                                   (6.13)

 

Відстань між тарілками визначаємо як:

 

                                                       .                                                 (6.14)

 

Визначення числа тарілок проводиться графічним методом.

Орієнтировочну оцінку кількості тарілок у абсорбері можна здобути більш простим методом теоретичних тарілок, суть якого є в визначенні числа сходинок між рівноважною та робочою лінією процесу.

Рівновага у системі димовий газ – діоксид вуглецю – поглинальний розчин точно описується рівнянням, яке отримано на підставі вираження константи рівноваги реакції поглинання діоксиду вуглецю поташним розчином [6].

 

                             

,                                        (6.15)

 

де с – концентрація діоксиду вуглецю у поглинальному розчині, кг/м3;

 – рівноважний тиск діоксиду вуглецю у димовому газі над розчином, мм.рт.ст..

Для будування рівноважної лінії розбиваємо інтервал концентраційдіоксиду вуглецю на рівні частини та визначаємо рівноважний тиск діоксиду вуглецю над розчином при вибраних концентраціях.

Рівняння робочої лінії абсорбера може бути подано у вигляді:

 

                                           

,                                        (6.16)

 

де   – об’ємна витрата розчину, м3/год;

 – об’ємна витрата газу, нм3/год;

 – концентрація діоксиду вуглецю у розчині, який стікає з і-ої тарілки, кг/м3;

 – концентрація діоксиду вуглецю у паровій фазі, яка поступає на і-ту тарілку, кг/м3.

 

Для виробничих концентрацій діоксиду вуглецю у розчині визначаємо відповідні концентрації діоксиду вуглецю в паровій фазі за рівнянням робочої лінії:

 

                                           

.                                         (6.17)

 

Визначаємо парціальний тиск діоксиду вуглецю у димовому газі в і-му перерізі:

 

                                                

,                                          (6.18)

 

де – парціальний тиск газу в і-му перерізі, мм.рт.ст.

 

                                                 

.                                        (6.19)

 

За даними розрахунків будуємо рівноважну лінію процесу абсорбції. По рисунку визначаємо теоретичну кількість тарілок і, розраховуючи коефіцієнт корисної дії η визначаємо необхідну кількість тарілок:

 

                                                    

,                                                   (6.20)

 

де – теоретична кількість тарілок;

η – коефіцієнт корисної дії.

 

Висота тарільчатої частини абсорбера:

 

                                                       

,                                           (6.21)

 

За конструктивним розумінням приймаємо відстань між верхньою тарілкою та кришкою абсорбера – Zв, а відстань між нижньою тарілкою та днищем абсорберу – Zн. Тоді загальна висота тарільчатого абсорбера дорівнює:

 

                                        

.                                             (6.22)

 

Гідравлічний опір тарілок абсорбера розраховують за формулою [6]:

 

                                              

.                                                      (6.23)

 

Повний гідравлічний опір однієї тарілки ∆Р складається з трьох складових:

 

                                                

,                                      (6.24)

 

де – гідравлічний опір сухої тарілки, Па;

 – гідравлічний опір газорідинного шару на тарілці, Па;

 – гідравлічний опір, обумовлений силами поверхневого натяжіння, Па.

 

Гідравлічний опір сухої тарілки розраховуємо за формулою [6]:

 

                                           

,                                                (6.25)

 

де – коефіцієнт опору;

– частка вільного перерізу тарілки, м2/м2.

 

                                                      

,                                             (6.26)

 

де – вільний переріз тарілки, м2;

 – переріз абсорбера, м2.

 

                                                   

,                                                (6.27)

 

Гідравлічний опір газорідинного шару на тарілці розраховуємо за формулою:

 

                                         

,                                           (6.28)

 

де – прискорення вільного падіння, м2/с;

– густина поглинального розчину, кг/м3;

– висота світлого шару рідини, м.

Гідравлічний опір, обумовлений силами поверхневого натяжіння розраховуємо за формулою [6]:

 

                                               ,                                               (6.29)

 

де – поверхневе натяжіння поглинального розчину, Н/м;

– еквівалентний діаметр щілини в тарілці, м:

 

                                          .                                                       (6.30)

 

 

7. ВИБІР СХЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КОНТРОЛЮ І РЕГУЛЮВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ РЕГЕНЕРАЦІЇ НАСИЧЕНОГО КАРБОНАТ - БІКАРБОНАТНОГО РОЗЧИНУ

 

 

 

Рисунок 7.1 – Схема автоматичного контролю і регулювання технологічного процесу регенерації насиченого карбонат - бікарбонатного розчину

 

 

 

 

Таблиця 7.1 – Відомість КВПіА

№ ПОЗИЦІЇ	Технологічний об’єкт	Вимірювальний параметр	Межи виміру	Тип первинного перетворювача	Кількість точок виміру	Прилад на місці	Прилад на щиті КИП
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Трубопровід насиченого поглинального розчину, який прямує на регенерацію	Витрата	До 100000 м~7год	ДК-16 трубопровід насиченого поглинального розчину	1	«Сапфір»-22 ДА тип 2050	ДТ дифманометр
2	Трубопровід насиченого поглинального розчину, який прямує на регенерацію	-	-	-	-	-	Пневматичний регулювальник
3	Трубопровід насиченого поглинального розчину, який прямує на регенерацію	Температура	0… ..+ 1300°С	ТПП-0555 Трубопровід насиченого поглинального розчину	1	-	КСП мілівольтметр
4	Газопровід пари, що гріє, яка прямує у десорбер	-	-	-	-	-	Пневматичний регулювальник
5	Газопровід пари, що гріє, яка прямує у десорбер	Витрата	До 100000 м/год	ДК-25, газопровід пари, що гріє	1	«Сапфір» - 22 ДА тип 2050	ДМ дифманометр
6	Газопровід парогазової суміші, яка виходить з десорбера	Температура	0… ..+1300°С	ТПП- 0555 газопровід парогазової	1	-	КСП мілівольтметр
7	Газопровід пари, що гріє, яка прямує у десорбер	Тиск	1,013-105 15,19-105 Па	МЗД-2365 газопровід пари, що гріє	1	-	КВД1
8	Десорбер	Тиск	1,013-Ю3 15,19-105 Па	МЗД- 2365 десорбер	1	-	КВДІ
9	Газопровід парогазової суміші, яка виходить з десорбера	-	-	-	-	-	Пневматичний регулювальник
10	Віддільник газу	Рівень	0…+16м	УБ-П, віддільник газу	1	«Сапфір» - 22 ДА тип 2151	ППВ
11	Віддільник газу	-	-	-	-	-	Пневматичний регулювальник

 

8 АНАЛІТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ПО СТАДІЯХ  ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ  ДИМОВИХ ГАЗІВ ВІД СО2

 

Інфомація приведена у таблиці

 Таблиця 10.1 – Аналітичний контроль по стадіях технологічного процесу

Об’єкт контролю	Що визначається	Норми	Місце та метод відбору проби	Частота контролю	Хто контролює	Метод аналізу
Абсорбер	Концентрація СО2 у газі до та після абсорбера	До абсорбера – 6,5-8%об. Після – 1-3%об.	Трубопровід до абсорберу та за абсорбером	1 раз у зміну	Лаборант	Титрування. У пробу, що аналізується наливають аліквоту Ва(ОН)2, доводять до кипіння пропускають повітря, а потім титрують стандартним розчином HCl. Вміст СО2: , де 0,044 – титр 0,2н розчину HCl
Абсорбер	Зміст поглинального розчину	К2СО3-150-170кг/м3, КНСО3-120-160кг/м3	Трубопровід перед абсорбером	2 рази у зміну	Лаборант	Метод титрування соляною кислотою з заданою концентрацією. Знаючи об’єм проби HCl, що пішла на титрування, Визначаємо концентрацію , мг-екв/л
Десорбер	Склад розчину після десорберу	К2СО3-130-140кг/м3, КНСО3-130-170кг/м3	Трубопровід за десорбером	2 рази у зміну	Лаборант	Метод титрування

 

 

9 ПРАВИЛА БЕЗПЕКИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ  ТА ОХОРОНИ ПРАЦІ

 

Ведення технологічного процесу очищення димових газів від діоксиду вуглецю пов’язана з можливим проявом дії на організм людини фізичних і хімічних шкідливих виробничих факторів [1].

До хімічних виробничих факторів відноситься токсична дія видів сировини, напівфабрикатів і готового продукту, що використовуються.

Діоксид вуглецю газоподібний – у невеликих об’ємних частках (до 0,5%) не є небезпечним для здоров’я, при більш високій об’ємні частці у повітрі може викликати явище кисневої недостатності і задушення.

Діоксид вуглецю важче повітря у півтора рази і може накопичуватися у приміщеннях, які слабо провітрюються, біля підлоги і у приямках, а також у внутрішніх об’ємах устаткування для отримання, зберігання і транспортування. Калій вуглекислий технічний (поташ) і його розчини – при потраплянні на вологу шкіру може викликати подразнення. Вдихання пилу кальцинірованого вуглекислого калію може викликати подразнення дихальних шляхів.

До фізичних виробничих факторів відноситься можливий вплив небезпечного рівня напруження в електричній мережі при обслуговуванні електрообладнання, а також механічний вплив частин, які обертаються.

Для запобігання дії хімічних виробничих факторів обслуговуючому персоналу необхідно:

• робити з вказаними видами сировини,  напівфабрикатів, готової продукції проводити у необхіднім згідно нормам спецодязі (костюм бавовняний, головний убір, спецвзуття) [1];
• при виконанні технологічних робіт необхідно користуватися засобами особистого захисту (захисні окуляри, суконні рукавиці респіратор, протигаз «СО»);
• при отруєнні оксидом вуглецю постраждалого необхідно вивести на свіже повітря і доставити до медпункту;
• при роботі необхідно вдягати респіратор, захисні окуляри, брезентові та суконні рукавиці.

Для попередження дії фізичних виробничих факторів необхідно дотримуватися наступних правил техніки безпеки:

• усі рухомі частини і обладнання (напівмуфти, ремені) повинні мати надійні захисні огородження [1];
• усе електроустаткування повинно бути заземлене. Вмикання і вимикання електроустаткування проводити в діелектричних рукавицях, стояти при цьому на діелектричній підставці, або килимі. Підходи до електор збірок. щитів і пускової апаратури повинні бути вільними. Робочі місця і обладнання повинні бути чистими.

Слід суворо дотримуватися правил безпечної експлуатації абсорберів поглинання діоксиду вуглецю карбонат – бікарбонатним розчином.

Монтаж, пуск і експлуатація абсорберів повинні здійснюватися з дотримування усіх правил безпеки, які встановлені для окремих видів робіт, а також загальних правил безпеки і протипожежних вимог [1].

Абсорбери для місця монтажу повинні бути надійно заземлені, тепло ізольовані, захищені від впливу атмосферної електрики.

Установлення апаратів повинно виключати небезпеку їх перекидання. Для зручності обслуговування повинні бути встановлені площадки та дробини. Вказані пристрої не повинні порушувати міцності і стійкості абсорберів [1].

Ремонт абсорберів, які необхідно розкрити для внутрішнього огляду й очищення, повинні бути відключені, зі знятими заглушками і звільненими від продукту. Перед розкриттям слід переконатися, що тиск у апараті відсутній.

Роботи у вибухово – небезпечних місцях повинні проводитися ручним інструментом, що не іскрить.