1.2 Розрахунок тонкого очищення
Розрахунок тонкого очищення конвертованого газу аналогічний попередньому розрахунку.
Витрати газів на тонке очищення дорівнюють витратам газу після грубого очищення.
Витрату очищеного газу, м3/год, попередньо знайти наступним чином:
(20).
Витрата розчину К2СО3 становить:
м3/год;
.
кг/год;
кмоль/год.
Витрати речовин з розчином К2СО3 до абсорбції, кг/год, знайти за формулами:
;
кг/год.
;
кг/год.
;
кг/год;
м3/год.
Масові частки компонентів в розчині К2СО3 до абсорбції, % мас. :
;
;
.
Витрати CO2 після очищення складають за рівняннями:
м3/год;
Розрахувати масову витрату CO2 після очищення. кг/год:
кг/год.
Кількість поглиненого СО2, м3/год:
;
м3/год;
кг/год.
Результати розрахунків представити у вигляді таблиці 8.
Кількість поглинених газів (об’ємні та масові витрати) знайти за рівнянням аналогічним (19), але за температури T’0:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Кількість поглинених газів, кг/год, розрахувати як суму витрат:
.
Витрати газів після очищення, м3/год, знайти як різницю між витратою газу на очищення та кількістю поглиненого газу:
;
м3/год;
;
;
;
;
кг/год;
;
;
;
.
Загальна витрата конвертованого газу після тонкого очищення становитиме:
м3/год;
кг/год.
Частки компонентів в очищеному газі, становитимуть:
% мас.;
;
;
;
;
;
% об.;
;
;
;
;
.
Таблиця 8 - Кількість поглинених газів та витрати газів після стадії тонкого очищення
|
|
V’погл, м3/год |
G’погл, кг/год |
V’i, м3/год |
C’i, %об. |
G’i , кг/год |
w’i, % мас. |
|
CO2 |
|
|
|
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
|
|
|
|
CH4 |
|
|
|
|
|
|
|
N2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ar |
|
|
|
|
|
|
|
Всього |
|
|
|
|
|
|
Далі порівнюються знайдене значення V’ з попередньо розрахованим за рівнянням (20). Допустимий розбаланс 0,1%, інакше організується роз-
рахунок ітераційним методом.
Витрату розчину К2СО3 на виході з абсорбера, кг/год, знайти як суму початкової витрати розчину та кількості поглинених газів:
;
.
Розрахувати масові частки компонентів в розчині К2СО3 після абсорбції, % мас., аналогічно рівнянням підрозділу 1.1:
;
;
;
;
;
;
.
Зведений матеріальний баланс очищення представити у таблиці 9.
Таблиця 9 – Матеріальний баланс газу на стадії тонкого очищення
|
Прихід газу | ||||
|
компонент |
кг/год |
% мас. |
м3/год |
% об. |
|
CO2 |
G(CO2) |
ω(CO2) |
V(CO2) |
C(CO2) |
|
CO |
G(CO) |
ω(CO) |
V(CO) |
C(CO) |
|
H2 |
G(H2) |
ω(H2) |
V(H2) |
C(H2) |
|
CH4 |
G(CH4) |
ω(CH4) |
V(CH4) |
C(CH4) |
|
N2 |
G(N2) |
ω(N2) |
V(N2) |
C(N2) |
|
Ar |
G(Ar) |
ω(Ar) |
V(Ar) |
C(Ar) |
|
Всього |
G |
100 |
V |
100 |
|
Витрата газу | ||||
|
компонент |
кг/год |
% мас. |
м3/год |
% об. |
|
CO2 |
G'(CO2) |
ω'(CO2) |
V'(CO2) |
C'(CO2) |
|
CO |
G'(CO) |
ω'(CO) |
V'(CO) |
C'(CO) |
|
H2 |
G'(H2) |
ω'(H2) |
V'(H2) |
C'(H2) |
|
CH4 |
G'(CH4) |
ω'(CH4) |
V'(CH4) |
C'(CH4) |
|
N2 |
G'(N2) |
ω'(N2) |
V'(N2) |
C'(N2) |
|
Ar |
G'(Ar) |
ω'(Ar) |
V'(Ar) |
C'(Ar) |
|
Всього |
G' |
100 |
V' |
100 |
Таблиця 10 – Матеріальний баланс розчину К2СО3 на стадії тонкого очищення
|
Прихід К2СО3 |
Витрата К2СО3 | ||||
|
компонент |
кг/год |
% мас. |
компонент |
кг/год |
% мас. |
|
К2CO3 |
G'0p(К2CO3) |
ω'0p(K2CO3) |
К2CO3 |
G'0p(К2CO3) |
ω'p(K2CO3) |
|
H2O |
G'0p(H2O) |
ω'0p(H2O) |
H2O |
G'0p(H2O) |
ω'p(H2O) |
|
CO2 |
G'0p(CO2) |
ω'0p(CO2) |
CO2 |
G'0p(CO2)+ G'погл(СО2) |
ω'p(CO2) |
|
|
|
|
CO |
G'погл(СО) |
ω'p(CO) |
|
|
|
|
H2 |
G'погл(H2) |
ω'p(H2) |
|
|
|
|
CH4 |
G'погл(CH4) |
ω'p(CH4) |
|
|
|
|
N2 |
G'погл(N2) |
ω'p(N2) |
|
|
|
|
Ar |
G'погл(Ar) |
ω'p(Ar) |
|
Всього |
G'0(розчину) |
100,00 |
Всього |
G'(розчину) |
100 |
Таблиця 11 – Зведений матеріальний баланс очищення газу
|
Прихід | ||||
|
Компонент |
кг/год |
% мас. |
м3/год |
% об. |
|
Неочищ. конверт. газ, в т.ч.: |
G0 |
|
V0 |
|
|
CO2 |
G0(CO2) |
|
V0(CO2) |
|
|
CO |
G0(CO) |
|
V0(CO) |
|
|
H2 |
G0(H2) |
|
V0(H2) |
|
|
CH4 |
G0(CH4) |
|
V0(CH4) |
|
|
N2 |
G0(N2) |
|
V0(N2) |
|
|
Ar |
G0(Ar) |
|
V0(Ar) |
|
|
Бідний розчин K2CO3, в т.ч.: |
G'0(розчину) |
|
- |
- |
|
К2CO3 |
G'0p(К2CO3) |
|
- |
- |
|
H2O |
G'0p(H2O) |
|
- |
- |
|
CO2 |
G'0p(CO2) |
|
- |
- |
|
Напівбідний розчин К2CO3, в т.ч.: |
G0(розчину) |
|
- |
- |
|
К2CO3 |
G0p(К2CO3) |
|
- |
- |
|
H2O |
G0p(H2O) |
|
- |
- |
|
CO2 |
G0p(CO2) |
|
- |
- |
|
Всього |
∑потоків |
∑ |
∑ |
∑ |
|
Витрата | ||||
|
Компонент |
кг/год |
% мас. |
м3/год |
% об. |
|
Очищ. конверт. газ, в т.ч.: |
G' |
|
V' |
|
|
CO2 |
G'(CO2) |
|
V'(CO2) |
|
|
CO |
G'(CO) |
|
V'(CO) |
|
|
H2 |
G'(H2) |
|
V'(H2) |
|
|
CH4 |
G'(CH4) |
|
V'(CH4) |
|
|
N2 |
G'(N2) |
|
V'(N2) |
|
|
Ar |
G'(Ar) |
|
V'(Ar) |
|
|
Насичений розчин К2СО3, в т.ч.: |
∑ |
|
- |
- |
|
К2CO3 |
G0p(К2CO3)+ G'0p(К2CO3) |
|
- |
- |
|
Н2O |
G0p(H2O)+ G’0p(H2O) |
|
- |
- |
|
CO2 |
G0p (СО2)+ Gпогл(СО2)+ G0'p (СО2)+ G'погл(СО2) |
|
- |
- |
|
CO |
G'погл(СО)+ Gпогл(СО) |
|
- |
- |
|
H2 |
G'погл(H2)+ Gпогл(H2) |
|
- |
- |
|
CH4 |
G'погл(CH4)+ Gпогл(CH4) |
|
- |
- |
|
N2 |
G'погл(N2)+ Gпогл(N2) |
|
- |
- |
|
Ar |
G'погл(Ar)+ Gпогл(Ar) |
|
- |
- |
|
Всього |
∑потоків |
∑ |
∑ |
∑ |