Установка для получения углекислоты Советский патент 1985 года по МПК B01D53/18 C01B31/20 

Изобретение относится к области химического производства, предназначенного для получения углекислоты с использованием в качестве исходного сырья отходящих дымовых газов заводских котельных и ТЭЦ (сырье III группы) и может быть применено в автономных углекислотных станциях при производстве сварочной и пищевой углекислоты.

Известна установка для производства углекислого газа из выхлопных газов, содержащая абсорбер, десорбер, теплообменники и холодильник 1.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для получения углекислоты, содержащая абсорбер, десорбер, газоотделитель, теплообменник, холодильник, систему трубопроводов и запорную арматуру 2.

В основу технологического процесса получения углекислоты из дымовых газов заложен метод поглощения углекислого газа циркулирующим в круговом процессе поглотителем - 12-15% -ным раствором моноэтаноламина (МЭА) - с последующим выделением углекислого газа при нарушении равновесия распределения его между газовой и находящейся с ней в контакте жидкой фазами.

Основным недостатком известных установок для получения углекислоты является их низкая эксплуатационная надежность, обусловленная тем, что на выходе истощенного раствора МЭА из теплообменника образуются паровые пробки из паров вторичного вскипания, закупоривающие трубопровод истощенного раствора МЭВ и нарушающие технологический процесс производства углекислоты.

Образованию паров вторичного вскипания раствора МЭВ способствует присутствие в растворе остаточной парогазовой смеси, а также температура самого раствора МЭА в теплообменнике (105-116°С), что вызы-. вает протекание процесса десорбции (отгонки) уже в самом теплообменнике.

Для обеспечения стабильности протекания процесса производства углекислоты в известных установках аппаратчик постоянно через каждые 40-60 мин вынужден подниматься на теплообменник и стравливать парогазовую смесь в атмосферу, что сопровождается частичной потерей углекислого газа.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности установки в работе путем ликвидации паровых пробок.

Поставленная цель достигается тем, что установка для получения углекислоты, содержащая абсорбер, десорбер, газоотделитель, теплообменник и холодильник раствора моноэтаноламина, соединенные между собой системой трубопроводов и запорной арматурой, снабжена регулирующим запорным устройством, установленным в верхней точке трубопровода истощенного раствора моноэтаноламина, выходящего из теплообменника, и соединенным с трубопроводом парогазовой смеси, поступающей из газоотделителя в десорбер.

Снабжение установки для получения углекислоты регулирующим запорным устройством, соединенным с трубопроводом парогазовой смеси, позволяет исключить образование паровых пробок в трассе истощенного раствора МЭЛ на выходе его из теплообменника за счет постоянного отвода паров вторичного вскипания через отрегулированное сечение проходного канала запорного устройства.

На чертеже изображена схема установки для получения углекислоты.

0 Установка содержит дымопровод 1, абсорбер 2, теплообменник 3, соединенный с абсорбером 2 трубопроводами 4 и 5 насыщенного раствора моноэтаноламина (МЭА), десорбер 6, соединенный с теплообменником

5 3 трубопроводом 7 насыщенного раствора МЭА, газоотделитель 8 и холодильник 9. Десорбер 6, газоотделитель 8 холодильник 9, теплообменник 3 и абсорбер 2 соединены между собой трубопроводами 10-14 истощенного раствора МЭА. Кроме того,

0 газоотделитель 8 соединен с десорбером 6 трубопроводом 15 парогазовой смеси. В верхней точке трубопровода 12 истощенного раствора МЭА установлено регулирующее запорное устройство 16, соединенное с трубопроводом 15 парогазовой смеси паропроводом 17. Подпитка системы свежим раствором МЭА осуществляется по трубопроводу 18, отвод парогазовой смеси из десорбера б в аппаратное и компрессорное отделения (не показаны) - по трубопроводу 19. Оро0 щение насадки абсорбера 2 истощенным раствором МЭВ осуществляется с помощью насоса 20, орощение насадки десорбера 6 насыщенным раствором МЭА - с помощью насоса 21. Схемой предусмотрен резервный насос 22, который может подключаться к

любой из систем.

Установка работает следующим образом.

Дымовые газы, пройдя через узлы очист0 ки от механических примесей и сернистых соединений, поступают по дымопроводу 1 в нижнюю часть абсорбера 2, в ве|)хнюю часть которого насосом 20 по трубопроводу 14 подается истощенный раствор МЭА, температурой 33-35°С. Истощенный раствор МЭА, орошая дымовые газы, поднимающиеся вверх, насыщается углекислым газом.

Насыщенный раствор МЭА выходит из абсорбера по трубопроводу 4 и с помощью

насоса 21 и трубопровода 5 поступает в межтрубное пространство теплообменника 3, где нагревается до 85-97°С. Из теплообменника 3 насыщенный раствор МЭА по трубопроводу 7 подается в верхнюю часть десорбера 6 и перетекает в трубное пространство нижней части десорбера, называемой кипятильником. Одновременно в межтрубное пространство кипятильника десорбера 6 подается водяной пар, который нагревает насыщенный раствор МЭА до кипения при 117-120°С, в результате чего образуется парогазовая смесь.

Стекая по насадке десорбера, насыщенный раствор МЭА контактирует с идущей противотоком парогазовой смесью, в результате чего между ними происходит тепло- и массообмен. Получаемая при кипячении раствора парогазовая смесь отводится из верхней части десорбера по трубопроводу 19 в аппаратное и компрессорное отделения для производства углекислоты.

Истощенный раствор МЭА после выделения из него углекислого газа из десорбера б по трубопроводу 10 подается в газоотделитель 8 для выделения имеющейся в нем парогазовой смеси, которая по трубопроводу 15 возвращается в десорбер 6 и идет противотоком навстречу насыщенному

раствору МЭА. Истощенный раствор МЭА, имеющий температуру 105.- 116°С, о остаточной парогазовой смесью по трубопроводу 11 поступает в трубное пространство тепс лообменника 3, нагревая проходящий противотоком по межтрубному пространству насыщенный раствор МЭА до 85-97°С.

Образующиеся в теплообменнике 3 пары вторичного вскипания поднимаются по трубопроводу 12 к регулирующему запорному устройству 16, затем по паропроводу 17 поступают в трубопровод 15 парогазовой смеси и далее в десорбер 6.

Истощенный раствор МЭА по трубопроводу 12 подается в межтрубное пространство холодильника 9, где охлаждается проходящий по трубному пространству водой до 33-35°С, а затем по трубопроводам 13 и 14 посредством насоса 20 подается на орощение насадки абсорбера 2. Абсорбционно-де0 сорбционный цикл выделения углекислого газа из дымовых газов замкнулся. Подпитка системы свежим раствором происходит по трубопроводу 18.

Внедрение изобретения позволит сокра5 тить вспомогательное время обслуживания на 12-15% и сэкономить 80-90 т углекислого газа в год.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ, содержащая абсорбер. десорбер, газоотделитель, теплообменник и холодильник раствора моноэтаноламина, соединенные между собой системой трубопроводов и запорной аппаратурой, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и надежности установки в работе путем ликвидации паровых пробок, она снабжена регулирующим запорным устройством, установленным в верхней точкетрубопровода истощенного раствора моноэтаноламина, выходящего из тенлообменника, и соединенным с трубопроводом парогазовой смеси, поступающей из газоотделителя в десорбер. (Л О5 to СП СО