Розрахунок грубого очищення

На грубе очищення подається гарячий грубо регенерований розчин в суміші з розчином після тонкого очищення. Обидва потоки мають однаковий ступінь карбонізації і витрата загального потоку дорівнює:

G₀(розчину)= G₀+ G’₀ + G’_{погл.газів,}

де G’_{погл.газів} – кількість поглинутих газів на стадії тонкого очищення_..

Витрати компонентів газової суміші , м³/год та їх масові витрати , кг/год, на грубе очищення знаходять за формулами,:

, (5)

. (6)

Масова витрата вихідного газу, кг/год, становитиме:

;

.

Масові частки газів, % мас., до очищення знаходять за формулою:

. (7)

Таблиця 4 – Об’ємні та масові витрати газів на очищення

Компонент	V0і	C0і	G0і	w0і
CO2
CO
H2
CH4
N2
Ar
Всього	V0		G0

Витрату очищеного газу зі стадії грубого очищення, м³/год, попередньо знайти за формулою, що не враховує поглинання малорозчинних компонентів газової суміші:

; (8)

.

Об‘ємна витрата розчину К₂СО₃ становить, м³/год:

; (9)

.

Масова витрата розчину К₂СО₃, кг/год:

; (10)

.

Молярна витрата розчину К₂СО₃, кмоль/год

; (11)

.

Враховуючи те, що на грубе очищення подається «напівбідний» (грубо регенерований) розчин К₂СО₃, що містить вже деяку кількість СО₂ та інших газів, знайти витрати речовин з розчином К₂СО₃ до абсорбції, кг/год:

; (12)

;

; (13)

;

; (14)

.

Об’ємна витрата води, м³/год:

; (15)

.

Масові концентрації компонентів в розчині К₂СО₃ до абсорбції, % мас, знайти за формулою:

. (16)

; ; .

Витрати CO₂ після очищення, м³/год:

; (17)

.

Розрахувати масову витрату CO₂ після очищення. кг/год:

.

Кількість поглиненого СО₂, м³/год:

; (18)

.

Результати розрахунків представити в таблиці 5.

Кількість інших поглинених газів шукати за рівнянням:

, (19)

де – розчинність у розчині і-того компоненту за нормальних умов,

м³ газу/ м³ розчину; – загальний тиск, атм.

Масові витрати поглинених газів, кг/год, становлять:

.

Витрати газів після очищення, м³/год, знайти як різницю між витратою газу на очищення та кількістю поглиненого газу:

;

Масові витрати газів після очищення, кг/год, становлять:

.

Загальну витрату конвертованого газу після грубого очищення знайти, як суму витрат компонентів:

;

.

Кількість поглинених газів, кг/год:

.

Частки компонентів (масові та об’ємні %) в очищеному газі:

; ;

Таблиця 5 – Кількість поглинених газів та витрати газів після стадії грубого очищення

	Vпоглі , м3/год	Gпоглі , кг/год	Vi , м3/год	Ci, %об.	Gi , кг/год	wi, %мас.
CO2
CO
H2
CH4
N2
Ar
Всього	Vпогл

Далі порівняти останнє значення V з попередньо знайденим за рівнянням (8). Якщо їх різниця лежить в межах дозволеної похибки 0,1%, перейти до наступних розрахунків, в протилежному випадку розрахунки повторити, підставляючи в розрахунки останнє значення V (в середовищі Excel це легко робиться ітераційним методом).

Організація ітерації: меню «сервис», «параметры», «вычисления», відмітка у полі «итерация», «ОК». Далі: а) виділити комірку, у якій введено перше наближення V знайдене за рівнянням (8) ;б) за допомогою клавіатури ввести =; в) виділити комірку, у якій розраховано останнє значення V; д) натиснути „Enter”; г) перерахунок проведено і нове значення V є дійсним.

Витрату розчину К₂СО₃ на виході з абсорбера, кг/год, знайти як суму початкової витрати розчину та кількості поглинених газів:

;

.

Масові частки води та поташу в розчині К₂СО₃ після абсорбції, % мас, знайти за формулою:

;

; .

Масові частки поглинених газів, % мас., знайти наступним чином:

;

;

;

;

;

;

.

Результати розрахунків представлені у вигляді таблиць матеріального балансу за газом та за розчином К₂СО₃.

Таблиця 6 – Матеріальний баланс газу на стадії грубого очищення

Прихід газу
компонент	кг/год	% мас.	м3/год	% об.
CO2	G0(CO2)	ω0(CO2)	V0(CO2)	C0(CO2)
CO	G0(CO)	ω0(CO)	V0(CO)	C0(CO)
H2	G0(H2)	ω0(H2)	V0(H2)	C0(H2)
CH4	G0(CH4)	ω0(CH4)	V0(CH4)	C0(CH4)
N2	G0(N2)	ω0(N2)	V0(N2)	C0(N2)
Ar	G0(Ar)	ω0(Ar)	V0(Ar)	C0(Ar)
Всього	G0		V0
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		V

Таблиця 7 – Матеріальний баланс розчину К₂СО₃ на стадії грубого очищення

	Прихід К2СО3	Витрата К2СО3
компонент	кг/год	% мас.	кг/год	% мас.
К2CO3	G0p(К2CO3)	ω0p(K2CO3)	G0p(К2CO3)	ωp(K2CO3)
H2O	G0p(H2O)	ω0p(H2O)	G0p(H2O)	ωp(H2O)
CO2	G0p(CO2)	ω0p(CO2)	G0p(CO2)+Gпогл(СО2)	ωp(CO2)
CO	Gпогл(СО)	ω0p(CO)	Gпогл(СО)	ωp(CO)
H2	Gпогл(H2)	ω0p(H2)	Gпогл(H2)	ωp(H2)
CH4	Gпогл(CH4)	ω0p(CH4)	Gпогл(CH4)	ωp(CH4)
N2	Gпогл(N2)	ω0p(N2)	Gпогл(N2)	ωp(N2)
Ar	Gпогл(Ar)	ω0p(Ar)	Gпогл(Ar)	ωp(Ar)
Всього	G0(розчину)		G0(розчину)+Gпогл