Здавалка
Главная | Обратная связь

От двуокиси углерода и метанирования.



3.1.1. Очистка конвертированного газа от СО2 .

Технологический процесс “Бенфилд” разработан американской фирмой “Бенфилд” для очистки от СО2 газовых потоков с высокой концентрацией СО2.

Метод основан на проведении абсорбции СО2 горячим поташным раствором, активированным добавкой активатора АСТ-1 при повышенных температурах и давлении. При этом значительно увеличивается растворимость двуокиси углерода в горячем поташном растворе. Эти физико-химические особенности позволили осуществить такой процесс очистки, в котором абсорбция и регенерация проводятся почти при одинаковых температурах, причём абсорбция протекает при повышенном давлении, а регенерация - при давлении, близком к атмосферному.

Очистка конвертированного газа от углекислоты производится путём её поглощения горячим активированным раствором “Бенфилд”, содержащим 25-30% вес. карбоната калия, 0,6 – 1,5 % масс. активатора раствора «Бенфилд» - АСТ-1, 0,5-0,6% вес. метаванадата калия и небольшого количества антивспенивающей добавки «Полиэфир», при давлении 19-26,5 кгс/см2 по следующей реакции:

 

К2СО3 (ж) + СО2 (г) + Н2О (ж) « 2КНСО3 (ж)

 

Регенерация насыщенного углекислотой раствора протекает при подводе тепла и снижении давления в обратном порядке:

 

2КНСО3 (ж) « К2СО3 (ж) + СО2 (г) + Н2О (ж)

Конвертированный газ должен содержать серы не более 1 ррm, так как сера снижает поглотительную способность раствора “Бенфилд”. Поэтому предъявляются жёсткие требования к загружаемым реагентам: содержание серы в К2СО3 или КОН должно быть не более 50 ррm.

Во избежании коррозионного растрескивания металла оборудования, содержание ионов Сl- в растворе “Бенфилд” не допускается более 30 мг/л, поэтому для приготовления раствора “Бенфилд” может быть использован К2СО3 или КОН, который содержит не более 30 ррm ионов Сl-.

Максимальная концентрация поташа в рабочем растворе ( 30% ) выбирается таким образом, чтобы при степени превращения карбоната в бикарбонат, равной 80 – 90 %, осадок не выпадал.

При отсутствии поташа для приготовления или подпитки поташного раствора может быть использован едкий калий ( КОН ):

 

2КОН + СО2 ® К2СО3 + Н2О

При этом процесс карбонизации КОН проводится непосредственно в абсорбере 101-Е при абсорбции СО2 из конвертированного газа. Применение КОН, бедного хлором, позволяет снизить затраты на процесс очистки, так как его стоимость ниже стоимости поташа. Недостатком щёлочи является большая коррозионная активность её раствора. В связи с этим - при применении КОН должны соблюдаться следующие условия:

• концентрация КОН в циркулирующем растворе в любой точке системы не должна превышать 2 % масс.;

• концентрация раствора КОН в ёмкости приготовления 115-F не должна превышать 25% масс.

Для устранения коррозии оборудования поташным раствором, в рабочем растворе должна постоянно поддерживаться определённая концентрация ( от 0,5 до 0,6% масс. ) ингибитора коррозии – метаванадата калия. Однако в процессе эксплуатации происходит постепенное восстановление ионов V5+ в ионы низшей валентности, которые не обладают ингибирующим действием. Поэтому необходимо периодически проводить окисление части рабочего раствора для перевода ионов низшей валентности в ион V5+. Для окисления можно использовать нитрит калия.

При приготовлении рабочего раствора “Бенфилд” и подпитке системы запрещается смешивать метаванадат калия (или пятиокись ванадия) и активатор раствора «Бенфилд» - АСТ-1, поскольку V2O5 является окислителем и образует при реакции с активатором раствора «Бенфилд» - АСТ-1 нерастворимые соединения. К приготовленному раствору поташа сначала добавляют метаванадат калия (пятиокись ванадия), затем активатор раствора «Бенфилд» - АСТ-1.

Активирующая роль активатора раствора «Бенфилд» - АСТ-1 сводится к тому, что он быстро взаимодействует с СО2 с образованием карбаминовой кислоты и тем самым способствует переносу СО2 с поверхности в объём жидкости. Даже незначительная общая концентрация активатора раствора «Бенфилд» - АСТ-1 обеспечивает наличие значительного количества свободных ионов амина, способных вступать во взаимодействие с СО2. При взаимодействии карбаминовой кислоты с поташом происходит регенерация аминопроизводных с образованием гидрокарбоната. Кроме того, добавление активатора раствора «Бенфилд» - АСТ-1 в поташный раствор позволяет значительно снизить равновесное давление СО2 над раствором при малых степенях его карбонизации ( в условиях верха абсорбера ), то есть достичь более тонкой очистки, а также увеличить скорость абсорбции СО2 горячим раствором карбоната калия в 1,5 - 2 раза по сравнению с абсорбцией чистым раствором поташа при высоких степенях карбонизации раствора ( в условиях низа абсорбера ).

Вспенивание раствора чаще всего возникает при высоких нагрузках по газу и раствору, а также при загрязнении раствора. Признаком вспенивания является увеличение сопротивления в аппарате. Вспенивание раствора приводит к нарушению режима очистки и потере раствора. Наилучшим способом борьбы со вспениванием является вывод примесей из системы путём фильтрации раствора. Фильтрация и адсорбция позволяют удалять из раствора взвешенные частицы и растворённые примеси. На фильтрацию подают часть циркулирующего раствора. Узел фильтрации состоит из двух аппаратов: механического и угольного фильтров. Механический фильтр очищает раствор от механических примесей, увеличивая продолжительность работы угля. Угольный фильтр предназначен для улавливания растворённых примесей из раствора.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.