ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Газообразный диоксид углерода, как уже отмечалось, получается из сырья группы В методом сорбции. На большинстве промышленных установок, получающих диоксид углерода сорбционным способом из продуктов сгорания органиче­ского топлива (огнетехнические установки, отопительные и про­мышленные котельные), в качестве абсорбента используется моноэтаноламин (МЭА) (ТУ 02-915—74), а на отдельных предприя­тиях — поташ К2СО3, причем замена раствора К2СОз раствором МЭА более чем в два раза повышает эффективность сорбции СО2 из газовой смеси.

Процессы получения (абсорбции) СО2 с применением водного раствора МЭА описываются реакциями:

2R NH2 + H2О + CО2↔(RNH3)2CО3; (3.39)

(R NH3)2C03 + H20 + C02↔2R NH3CO3, (3.40)

где R = CH2CH2OH.

В зависимости от целевого назначения процесса (сорбция — десорбция) реакции протекают вправо (сорбция) или влево (десорбция).

Принципиальная схема получения С02 на жидких сорбентах (в результате реакций (3.39) и (3.40)) показана на рис. 3.29.

Основным показателем экономичности получения СО2 по такой схеме может служить расход теплоты на десорбцию.

Работа производственных абсорбционных установок характе­ризуется удельными энергозатратами (9... 19) • 10³) кДж на 1 кг С02, что значительно больше, чем это показано на рис. 3.30. Как видим, практически реализация способа получения СО2 на жидких сорбентах приводит к увеличению энергозатрат на 50... 100 % по сравнению с расчетными, что, видимо, объясняется несовершенством способа и свойствами МЭА, отрицательно сказы­вающимися на кинетике сорбции.

На рис. 3.31,6 показана структурная схема технологического процесса получения С02 с использованием синтетических цеолитов. Продукты сгорания промышленных печей отсасываются газодувкой 2, охлаждаясь в мокром скруббере насадочного типа /, и на­правляются в силикогелевый осушитель 3. Адсорбционно-десорбционная часть схемы представлена на рис. 3.31, б, поз. 4 и 5. Более подробно структурная схема изображена на рис. 3.32.

Преимущества непрерывного технологического цикла с исполь­зованием псевдоожижения при десорбции (адсорбции). Адсорбционно-десорбционные установки разделяются на два больших класса. Это установки с неподвижным и движущимся слоями сорбента. Как будет показано ниже, установки с движу­щимся слоем сорбента представляются более перспективными, чем в немалой степени мы обязаны новой методике десорбции цеолитов в термопсевдоожиженном слое при его интенсивном нагреве после насыщения углекислым газом. Рассмотрим кратко преимущества и недостатки обоих классов.

Широко известны работы С. 3. Васильева по созданию блока очистки контролируемых атмосфер от СОг и Н20 на синтетических цеолитах в плотном неподвижном слое.

Использование синтетических цеолитов, и в частности СаА и MgA, позволяет интенсифицировать процессы сорбции и избежать целого ряда неприятностей технологического характера, связанных с использованием жидких сорбентов. Синтетические цеолиты не боятся воздействия 02 и S02, содержащихся в исходном сырье, а поэтому установившаяся однажды кинетика адсорбции в аппа­рате, обусловленная диффузией С02 в слое сорбента, сохраняется на протяжении всего процесса, конечно, если технология произ­водства непрерывна