Спосіб і установка для виділення діоксиду вуглецю з димових газів

Реферат: Винахід належить до галузі теплоенергетики і може бути використаний при розробці процесів очищення димових газів і теплоенергетичних установок для виділення з димових газів діоксиду вуглецю і виготовлення зрідженого діоксиду вуглецю. Спосіб виділення діоксиду вуглецю з димових газів включає охолодження димових газів, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом, десорбцію поглиненого діоксиду вуглецю з насиченого абсорбенту, охолодження абсорбенту, осушування десорбованого діоксиду вуглецю і подачу його споживачеві. Як абсорбент в процесі абсорбції використовують розчин моноетаноламіну МЕА, абсорбція відбувається в протитечії при русі димових газів знизу доверху, а абсорбенту зверху вниз, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом проводять при безперервному контролі температури і концентрації з регулюванням кількості димових газів. Насичений діоксидом вуглецю розчин абсорбенту розділяють на два потоки, один із який спочатку нагрівають, а потім подають на десорбер, другий потік охолоджують і подають на десорбер, осушування десорбованого діоксиду вуглецю проводять багатоступенево і після цього його піддають зрідженню і надають споживачеві в зрідженому стані, а регенерований абсорбент піддають охолодженню і знову подають на абсорбцію. Установка для виділення діоксиду вуглецю містить теплообмінник з корпусом, оснащений трубопроводом, абсорбер, обладнаний газоходом, приєднаним до абсорбера через теплообмінник, бак збору абсорбенту, один циркуляційний насос, осушувач, десорбер, охолоджувач. Установка додатково містить бак-акумулятор розчину абсорбенту, компресор, принаймні шість теплообмінників, причому п'ять з них кожухотрубні, а один пластинчатий та два циркуляційні насоси. Охолоджувач виконаний у вигляді виморожувача холодильної машини. Теплообмінники, абсорбер, бак збору абсорбенту, десорбер, охолоджувач, бак-акумулятор розчину абсорбенту та компресор мають окремі корпуса і функціонально пов'язані трубопроводами, причому корпус абсорбера виконаний UA 106433 C2 (12) UA 106433 C2 вертикальним. Теплообмінник, приєднаний до газоходу, виконаний у вигляді контактного економайзера. Циркуляційні насоси виконані як циркуляційний насос абсорбції, циркуляційний насос підживлення та циркуляційний насос десорбції. Бак-акумулятор розчину абсорбенту оснащений датчиками визначення параметрів середовища датчиками і пов'язаними з ними регулюючими заслінками на виході і зв'язаний трубопроводами з абсорбером та з десорбером., який через осушувач пов'язаний з компресором. Осушувач виконаний багатоступеневим, ступені якого містять кожухотрубний теплообмінник - конденсатор, каплевловлювач парогазової суміші, а також, приєднані через компресор і виморожувач холодильної машини, блок силікагелевого осушування і випарник, а кожухотрубний теплообмінник-холодильник розчину, приєднаний виходом до абсорбера. Винахід дозволяє виготовляти зріджений діоксид вуглецю з високим концентрацією його в кінцевому продукті. До того ж така технологія відповідає сучасним екологічним вимогам при використанні способу установка повністю регенерує використані воду, абсорбент і має мінімальні енерго- і тепловитрати та викиди шкідливих речовин у повітря. UA 106433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі теплоенергетики і може бути використаний при розробці процесів очищення димових газів і теплоенергетичних установок для виділення з димових газів діоксиду вуглецю і виготовлення зрідженого діоксиду вуглецю. Відомий спосіб /патент RU 2275231 С2 МПК(2006.01) B01D 53/14/ виділення діоксиду вуглецю з газів шляхом абсорбції-десорбції діоксиду вуглецю водним розчином аміну з проведенням десорбції діоксиду вуглецю під тиском, що перевищує тиск абсорбції, при цьому процес абсорбції-десорбції проводять в два ступені з подачею діоксиду вуглецю після десорбції з розчину первинного аміну на першому ступені на абсорбцію у другій ступені, причому десорбцію на другому ступені проводять під тиском, що перевищує тиск десорбції на першому ступені. Такий спосіб забезпечує абсорбцію при менших втратах абсорбенту, але потребує немалих енергетичних і часових затрат і є достатньо складним для відпрацювання режимів в реальних виробничих умовах. Найбільш близьким за суттю є спосіб виділення діоксиду вуглецю з димових газів /патент RU 7 2217221 С2 МПК B01D 53/14 B01D 53/62/, що включає охолодження димових газів, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом, десорбцію поглиненого діоксиду вуглецю з насиченого абсорбенту, охолодження абсорбенту, осушування десорбованого діоксиду вуглецю і подачу його споживачеві, при цьому димові гази охолоджують до температури, нижче температури точки роси з утворенням конденсату водяної пари, який у міру накопичення використовують як абсорбент діоксиду вуглецю в процесі абсорбції, яка відбувається в плівковому режимі в прямотечії при русі димових газів зверху вниз під дією сили тяжіння, процес десорбції відбувається паралельно з охолодженням абсорбенту за рахунок створення розрідження в десорбційно-охолоджувальній секції, при цьому одночасно десорбується діоксид вуглецю і випаровується частина абсорбенту. Такий спосіб є достатньо простий в реалізації і тому достатньо надійний, але його можна використати для виділення діоксиду вуглецю з димових газів, що мають у складі не менше 714 % діоксиду вуглецю і не можна використати для виділення діоксиду вуглецю з димових газів з нижчою концентрацією в них діоксиду вуглецю, бо використання як абсорбенту конденсату водяних парів недостатньо ефективно забезпечує поглинання діоксиду вуглецю із димових газів, та також тому, що за рахунок одноступеневого осушування не можна забезпечити хорошого ступеню осушування виділеного діоксиду вуглецю і досягти високої концентрації діоксиду вуглецю в кінцевому продукті. Була поставлена задача удосконалення способу виділення діоксиду вуглецю з димових газів, продуктів спалювання природного газу, що пройшли після спалювання додаткову фільтрацію і тому мають низьку концентрацію діоксиду вуглецю, і виготовлення зрідженого діоксиду вуглецю з високим змістом його в кінцевому продукті. До того ж спосіб має відповідати сучасним екологічним вимогам і повністю регенерувати воду, абсорбент і мати мінімальні енерговитрати. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виділення діоксиду вуглецю з димових газів включає охолодження димових газів, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом, десорбцію поглиненого діоксиду вуглецю з насиченого абсорбенту, охолодження абсорбенту, осушування десорбованого діоксиду вуглецю і подачу його споживачеві. Як абсорбент в процесі абсорбції використовують розчин моноетаноламіну МЕА, абсорбція відбувається в протитечії при русі димових газів знизу доверху, а абсорбенту зверху вниз, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом проводять при безперервному контролі температури і концентрації з регулюванням кількості димових газів. Насичений діоксидом вуглецю розчин абсорбенту розділяють на два потоки, один із який спочатку нагрівають, а потім подають на десорбер, другий потік охолоджують і подають на десорбер, осушування десорбованого діоксиду вуглецю проводять багатоступенево і після цього його піддають зрідженню і надають споживачеві в зрідженому стані, а регенерований абсорбент піддають охолодженню і знову подають на абсорбцію. Відома установка для виділення діоксиду вуглецю з димових газів /авторське свідоцтво SU 3 982757 МПК B01D 53/14/, що містить паровий котел, пристрій хімічного водоочищення, охолоджувач димових газів, пов'язаний з джерелом охолоджувальної води, абсорбер і десорбер з холодильниками розчинів і димових газів, з'єднані між собою системою трубопроводів, причому охолоджувач димових газів, на виході води пов'язаний зі входом холодильника, вихід якого через пристрій хімічного водоочищення підключений до входу холодильника цільового газу, а вихід останнього зв'язаний з паровим котлом. Ця установка для виділення діоксиду вуглецю з димових газів є достатньо економічною з позицій використання тепло-, енерго- та водоресурсів, але такий пристрій працює лише з димовими газами, що мають у своєму складі 1 UA 106433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високу концентрацію діоксиду вуглецю. До того ж кінцевим продуктом установки є охолоджений, а не зріджений діоксид вуглецю. Найбільш близькою за суттю і конструктивним рішенням є установка для виділення діоксиду 7 вуглецю з димових газів /патент RU 2217221 С2 МПК B01D 53/14 B01D 53/62/, газів, що містить корпус, теплообмінну, абсорбційну секції, вентилятор, осушувач. Установка включає транзитний газохід з вікном в днище, циркуляційний насос і трубопровід, причому вертикальний корпус з конічним днищем з'єднаний верхньою кромкою бортів з вікном у днищі транзитного газоходу, всередині корпусу зверху вниз відповідно розміщені вертикальний кожухотрубний теплообмінник, розподільник рідини, абсорбційна секція, заповнена насадкою з великим діаметром, десорбційно-охолоджувальна секція, заповнена насадкою з меншим діаметром, відсмоктувальний зонд, з'єднаний з вентилятором, а конічне днище корпусу з'єднане трубопроводом через циркуляційний насос з розподільником рідини. Така установка є достатньо простою і, відповідно, надійною, але не може забезпечити виділення діоксиду вуглецю з димових газів при низькій концентрації в них діоксиду вуглецю. До того ж осушування не досить ефективне і діоксид вуглецю насичений надлишковою водяною парою. Тому і регенерація води неповна, є втрати води, яку треба поповнювати. Абсорбент у вигляді конденсату водяних парів недостатньо ефективно поглинає діоксид вуглецю із димових газів. Циркуляція між абсорбером та розподільником рідини не забезпечує ефективного виділення діоксиду вуглецю з димових газів при низькій концентрації діоксиду вуглецю. Була поставлена задача удосконалення установки виділення діоксиду вуглецю з димових газів, що є продуктами спалювання природного газу, які пройшли після спалювання додаткову фільтрацію і мають низьку концентрацію діоксиду вуглецю, для виготовлення зрідженого діоксиду вуглецю з високим змістом діоксиду вуглецю в кінцевому продукті. До того ж установка має відповідати сучасним екологічним вимогам і повністю регенерувати воду, абсорбент і мати мінімальні енерговитрати. Поставлена задача вирішується тим, що установка для виділення діоксиду вуглецю містить теплообмінник з корпусом, оснащений трубопроводом, абсорбер, споряджений газоходом, приєднаним до абсорбера через теплообмінник, бак збору абсорбенту, один циркуляційний насос, осушувач, десорбер, охолоджувач. Установка додатково містить бак-акумулятор розчину абсорбенту, компресор, принаймні шість теплообмінників, причому п'ять з них кожухотрубні, а один пластинчатий та два циркуляційні насоси. Як абсорбент використаний розчин моноетаноламіну MEА. Охолоджувач виконаний у вигляді виморожувача холодильної машини. Теплообмінники, абсорбер, бак збору абсорбенту, десорбер, охолоджувач, бак-акумулятор розчину абсорбенту та компресор споряджені окремими корпусами і функціонально пов'язані трубопроводами, причому корпус абсорбера виконаний вертикальним. Теплообмінник, приєднаний до газоходу, виконаний у вигляді контактного економайзера. Циркуляційні насоси виконані як циркуляційний насос абсорбції, циркуляційний насос підживлення та циркуляційний насос десорбції. До вертикального корпуса абсорбера газохід приєднаний у нижній частині, а у верхній частині абсорбера приєднаний трубопроводом бак збору абсорбенту. Бак-акумулятор розчину абсорбенту оснащений датчиками визначення параметрів середовища датчиками і пов'язаними з ними регулюючими заслінками на виході і зв'язаний трубопроводами з абсорбером безпосередньо, а з десорбером бак-акумулятор зв’язаний через три теплообмінника і через циркуляційний насос підживлення і циркуляційний насос десорбції, при цьому пластинчатий теплообмінник з'єднаний входом з баком-акумулятором розчину абсорбенту та двома окремими виходами через перший та другий кожухотрубні теплообмінники з десорбером, третій кожухотрубний теплообмінник, що виконаний з функцією теплообмінника холодного байпасу, безпосередньо з'єднаний з баком-акумулятором розчину абсорбенту і десорбером, який через осушувач пов'язаний з компресором. Осушувач виконаний багатоступеневим, ступені якого містять четвертий кожухотрубний теплообмінник з функцією конденсатора, каплевловлювач парогазової суміші, а також, приєднані через компресор і виморожувач холодильної машини, блок силікагелевого осушування і випарник, а п’ятий кожухотрубний теплообмінник, що приєднаний виходом до абсорбера, виконаний з функцією холодильника розчину. Краще, коли установка додатково містить охолоджувач води, підключений трубопроводом до охолоджувальної системи компресора і приєднаний назовні до градирні ТЕЦ. Краще, коли бак збору абсорбенту додатково споряджений проміжним баком-акумулятором розчину абсорбенту, виконаним з можливістю подання МЕА ззовні. Краще, коли газохід додатково споряджений димотягами. Краще, коли параметрами, визначуваними у баці-акумуляторі розчину абсорбенту, є концентрація діоксиду вуглецю та температура середовища. 2 UA 106433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Використання як абсорбенту моноетаноламіну МЕА, що є слабкою основою і добре змішується з водою в різних співвідношеннях, підвищує ефективність абсорбування, бо водні розчини МЕА добре поглинають кислі гази, до яких належить діоксид вуглецю. Цьому сприяє і зустрічна направленість потоків абсорбенту і димових газів. Таким чином, поліпшується поглинення частинками МЕА діоксиду вуглецю із димових газів. Використання теплообмінника, що відбирає зайве тепло від димових газів, забезпечує оптимальний тепловий режим поглинання на етапі абсорбції, використання баку збору із датчиками, чутливими до зміни температури і концентрації діоксиду вуглецю і пов'язаними з ними заслінками на виході баку збору визначають потрібний режим циркуляції між абсорбером і баком збору та досягненні необхідного співвідношення МЕА і діоксиду вуглецю в насиченому розчині МЕА. Так як за принципом Ле Шательє, десорбція вимагає тепла ззовні, то частину насиченого розчину МЕА підігрівають, іншу частину подають охолодженою, регулюючи ці потоки, встановлюють оптимальний тепловий режим для десорбції у десорбері, після якого розчин МЕА, очищений від діоксиду вуглецю йде на повну регенерацію, а вологий діоксид вуглецю, що виділився з розчину, надходить на багатоступеневе осушування. Як теплообмінник холодного байпасу найдоцільніше використовувати кожухотрубний теплообмінник. Конструкція кожухотрубних теплообмінників багатофункціональна і дозволяє виконувати як роль нагрівача і навіть кип'ятильника, так і охолоджувальну роль як конденсатора вологого діоксиду вуглецю і холодильника розчину абсорбенту. Попереднє охолодження парогазової суміші з діоксидом вуглецю сприяє конденсуванню вологи в конденсаторі бо високотемпературна суміш має більше вологи у своєму складі, при охолодженні якої частину вологи конденсують в конденсаторі і відводять назовні. Лише багатоступеневе осушування дозволяє отримувати "сухий" діоксид вуглецю, бо для діоксиду вуглецю з різною вологістю потрібні різні осушувачі. При проходженні через конденсатор парогазова суміш охолоджується і віддає вологу у каплевловлювачі парогазова суміш з діоксидом вуглецю звільняється від дрібних крапель, цьому сприяють блок силікагелевого осушування і випарник. Осушування діоксиду вуглецю, видаляючи з нього вологу, теж підвищує його концентрацію у вихідному продукті. Винахід ілюструє креслення, що доповнює і уточнює опис, але не обмежує дії патенту, де: 1 - абсорбер; 2 - газохід; 3 - теплообмінник; 4 - бак збору абсорбенту; 5 - десорбер: 6 - бак-акумулятор розчину абсорбенту; 7 - компресор; 8-12 - кожухотрубні теплообмінники (8 - перший, 9 - другий, 12 - третій, 10 - четвертий, 11п'ятий) ; 13 - пластинчатий теплообмінник; 14 - виморожувач холодильної машини; 15 - циркуляційний насос абсорбції; 16 - каплевловлювач парогазової суміші; 17 - блок силікагелевого осушування; 18 - випарник; 19 - ємність на складі готової продукції. 20 - каплевловлювач економайзера 21 - градирня ТЕЦ; 22 - проміжний бак-акумулятор розчину абсорбенту; 23 - циркуляційний насос підживлення; 24 - циркуляційний насос десорбції. Установка для виділення діоксиду вуглецю містить абсорбер 1 споряджений газоходом 2, приєднаним до абсорбера через теплообмінник 3, бак збору абсорбенту 4, десорбер 5. Установка також додатково містить бак-акумулятор розчину абсорбенту 6, компресор 7, принаймні шість теплообмінників 8-13, причому п'ять з них кожухотрубні 8-12, а один 13 пластинчатий. Як абсорбент в процесі абсорбції використаний розчин МЕА, охолоджувач виконаний у вигляді виморожувача холодильної машини 14. Теплообмінник 3, приєднаний до абсорбера 1, виконаний у вигляді контактного економайзера. 3 UA 106433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 До вертикального корпуса абсорбера 1 газохід 2 приєднаний у нижній частині, а до верхньої частини абсорбера приєднаний трубопроводом бак-акумулятор розчину абсорбенту 6. Бакакумулятор розчину абсорбенту 6 виконаний з можливістю визначення концентрації діоксиду вуглецю в абсорбенті, параметрів середовища датчиками і пов'язаними з ними регулюючими заслінками виході і пов'язаний трубопроводами через циркуляційний насос абсорбції 15 з абсорбером 1 і через три теплообмінники 9, 12, 13 з десорбером 5, який через кожухотрубний теплообмінник, що виконує функцію конденсатора парогазової суміші 10 і каплевловлювач парогазової суміші 16 пов'язані трубопроводом з компресором 7. Один з теплообмінників 13, виконаний у вигляді пластинчатого теплообмінника і з'єднаний двома окремими виходами через кожухотрубні теплообмінники 8, 9 з десорбером 5, а через кожухотрубний теплообмінник 11 з абсорбером 1. Кожухотрубний теплообмінник 12 працює як теплообмінник холодного байпасу. Осушувач виконаний багатоступеневим і додатково до конденсатора 10 і каплевловлювача парогазової суміші 16, містить приєднані через компресор 7 і виморожувач холодильної машини 14, блок силікагелевого осушування 17 і випарник 18. Зріджений діоксид вуглецю надходить до ємності на складі готової продукції 19. До виходу теплообмінника 3, виконаного у вигляді економайзера, приєднаний каплевловлювач економайзера 20. Відпрацьований абсорбент через пластинчатий теплообмінник 13 та кожухотрубний теплообмінник 11, що працює у режимі охолодження розчину, знову надходить до абсорбера 1. Для охолодження води всю охолоджуючу воду трубопроводами подають назовні до градирні ТЕЦ 21. Підготовка розчину абсорбенту відбувається у проміжному баку-акумуляторі розчину 22. Циркуляційний насос підживлення 23 пов'язує бак збору абсорбенту 4, що пов'язаний з проміжним баком-акумулятором розчину 22 і десорбером 5 через теплообмінники 13 та 9. Циркуляційний насос десорбції 24 також пов'язує теплообмінник 13 з десорбером 5. Бак збору абсорбенту 4 пов'язаний трубопроводами з нижніми частинами абсорбера 1 та десорбера 5, а також з проміжним баком-акумулятором розчину 22. Установка працює наступним чином. Димові гази, що є продуктами спалювання природного газу і мають низьку концентрацію діоксиду вуглецю надходять через димохід 2 після охолодження теплообмінником, у вигляді контактного економайзера, 3 до нижньої частини абсорбера 1. Одночасно до верхньої частини абсорбера 1 із баку-акумулятора розчину абсорбенту 6 подають абсорбент (розчин МЕА). Таким чином багаторазово циркулюючим абсорбентом проводять абсорбцію при безперервному контролі температури і концентрації діоксиду вуглецю регулюванням кількості димових газів у баку-акумуляторі розчину абсорбенту 6. При досягненні потрібної концентрації діоксиду вуглецю насичений ним розчин МЕА розділяють на два потоки і циркуляційним насосом абсорбції 15 подають далі. Частину насиченого розчину абсорбенту підігрівають теплообмінниками 8, 9, 13, іншу частину охолоджують теплообмінником 12, регулюючи ці потоки, встановлюють оптимальний тепловий режим для десорбції у десорбері 5, після роботи якого розчин МЕА, очищений від діоксиду вуглецю йде на повну регенерацію, спочатку до баку збору абсорбенту 4, у який також надходить надлишок абсорбенту з дна абсорбера. Вологий діоксид вуглецю, що виділився з розчину у десорбері 5, подають на багатоступеневе осушування. Спочатку через кожухотрубний теплообмінник, що виконує функцію конденсатора 10, і каплевловлювач парогазової суміші 16 на компресор 7, де діоксид вуглецю стискається, а потім на виморожувач холодильної машини 14, блок силікагелевого осушування 17 і випарник 18. Зріджений діоксид вуглецю надходить до ємності на складі готової продукції 19. Абсорбент, очищений від діоксиду вуглецю в результаті десорбції, через кожухотрубний теплообмінник 11, що працює як холодильник розчину, знову надходить до абсорбера 1. Для охолодження води всю охолоджуючу воду, яка охолоджує компресор 7 та є охолоджуючим теплоносієм у теплообмінниках 3, 10, 11, 12, трубопроводами подають назовні до градирні ТЕЦ 21. Підготовка розчину абсорбенту і забезпечення його поповнення, при потребі, відбувається за допомогою проміжного баку-акумулятора розчину 22. Установка, що заявляється, була впроваджена на підприємстві ТзОВ НВП "Енергія-Новояворівськ". Склад димових газів в об. %: СО2 - 1,5-5,4; О2 - 8,6; N2 - 73,4; Н2О - 12,5; SO2 - 0,076; CO 0,003; NO - 0,009; механічні домішки відсутні. Димові гази не мають кольору та запаху, негорючі, невибухонебезпечні. 4 UA 106433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Подача димових газів здійснюють газоходом 2 Ду400, який змонтований по естакаді від котельні ТЕЦ до абсорбера 1 за допомогою димотяги. На газоході 2 встановлений стаціонарний газоаналізатор ОКСИ-5м для визначення концентрації діоксиду вуглецю (СО 2) у складі димових газів з передачею інформації на комп'ютер оператора. Температура димових газів на вході у установку становить 110-140 °C і розрідження 1,5 кПа. У контактному економайзері 3 охолоджують димові гази до необхідної температури (35-40 °C, розрідження 2,3 кПа). Охолоджені димові гази проходять через каплевловлювач економайзера 20 у нижню 2 частину абсорбера 3 з температурою 38-40 °C і тиском 25-40 кгс/см . Одночасно розчин МЕА (15 %) з температурою 35-40 °C подають трубопроводом у верхню частину абсорбера 1 через розподільчий пристрій назустріч димовим газам. Так проходить процес абсорбції діоксиду вуглецю. Розчин ненасиченого МЕА (абсорбент) через розподільчий пристрій розподіляється по всьому січенню абсорбера 3, стікаючи по насадках вниз, стикається з димовими газами, які рухаються знизу вверх назустріч розчину. При цьому абсорбент вступає у хімічну реакцію з газоподібним вуглекислим газом, в результаті чого здійснюється процес поглинання (абсорбції) вуглекислого газу і стає насиченим розчином МЕА. Розчин насиченого МЕА накопичують в нижній частині абсорбера, через фільтр, в якому затримують частинки затверділого (смолоподібного МЕА) і подають трубопроводом в бак-акумулятор розчину абсорбенту 6, у якому змішують з ненасиченим розчином МЕА. Розчин МЕА з баку збору абсорбенту 4 насосом 15 через засувки трубопроводом подають назад у абсорбер, при цьому засувки в напрямку десорбера закриті. Таким чином, циркулюючи по такому колу "бак-акумулятор розчину МЕА 6 - абсорбері - бакакумулятор розчину МЕА 6", розчин МЕА поступово насичується діоксидом вуглецю з димових газів. Оскільки, концентрація діоксиду вуглецю у димових газах низька (1,5-5 %), то циркуляцією розчину МЕА по такому колу досягають насичення усього розчину МЕА з баку-акумулятора розчину МЕА 6 діоксидом вуглецю. Коли лабораторні досліди покажуть, що концентрація діоксиду у розчині МЕА в бакуакумулятора розчину МЕА 6 максимальна, то відкривають засувки до десорбера. Близько 90 % 2 насиченого розчину МЕА з температурою 40 °C тиском 2,3 кгс/см , насосом 15 подається у пластинчастий теплообмінник 13, де нагрівається до 70 °C, внаслідок процесу теплообміну з гарячим (регенерованим) розчином, який надходить з нижньої частини десорбера 5. Далі розчин МЕА надходить трубопроводом на перегрівач розчину 9, де його догрівають до температури 115-117 °C парою від ТЕЦ (тиск пари рп=0,3 МПа, температура пари tп=200220 °C). Пара в перегрівачі розчину 9, нагріваючи насичений МЕА, конденсується і трубопроводами відводиться на ТЕЦ, а нагрітий насичений розчин МЕА надходить у десорбер 5. Окрім того, з трубопроводу насиченого розчину МЕА через відкриту засувку приблизно 10 % насиченого розчину МЕА подають на теплообмінник холодного байпасу 12, де його охолоджують охолоджуючою водою з трубопроводу до температури 20 °C і подають у верхню частину десорбера 4 (холодний байпас). Охолоджуюча вода надходить на теплообмінник холодного байпасу 12 трубопроводом з градирні 21 через повертається назад до градирні 21. В десорбері 5 проходить процес виділення діоксиду вуглецю, внаслідок якого розчин MEА накопичують внизу колони десорбера 5, а діоксид вуглецю підіймається вгору по колоні. Регенерований (очищений від СО2) розчин МЕА з температурою 92-98 °C насосом 24 подають на пластинчастий теплообмінник 13 трубопроводом, де нагрівають насичений розчин, який потім надходить від абсорбера 1 в десорбер 5 на регенерацію. Регенерований розчин після пластинчастого теплообмінника 13 трубопроводами подають до холодильника розчину 11. В холодильнику розчину 11 проходить процес охолодження регенерованого розчину охолоджувальною водою до температури 38-40 °C і потім розчин надходить у верхню частину десорбера 1 трубопроводом для процесу абсорбції. Для покращення десорбції в схему вилучення діоксиду вуглецю СО 2 встановлено кип'ятильник розчину МЕА 8. В трубки кип'ятильника розчину 8 трубопроводом подають пару з тиском 0,3 МПа і температурою 200-220 °C від паропроводу. Конденсат пари кип'ятильника відводять трубопроводом в бак збору конденсату і повертають на ТЕЦ. В навколотрубний простір кип'ятильника подають гарячий регенерований розчин МЕА з нижньої частини десорбера 5 і повертають назад у нижню частину десорбера 5 через для процесу виділення СО2. З верхньої частини десорбера 5 парогазова суміш - "вологий СО2" трубопроводом, з температурою 80-100 °C подають на конденсатор парогазової суміші 10 для охолодження до температури 25-30 °C та часткової втрати вологи парогазової суміші. Процес охолодження в конденсаторі 10 проходить охолоджувальною водою з трубопроводу, яку повертають до 5 UA 106433 C2 5 10 15 20 градирні 21. Пройшовши конденсатор парогазової суміші, парогазова суміш по трубопроводу надходить в каплевловлювач парогазової суміші 16 і далі на компресор 7. Для охолодження компресорів використовують охолоджуючу воду з градирні 21, яка, охолодивши парогазову суміш, надходить назад через до градирню 21. 2 Після компресора 7 стиснутий вуглекислий газ до тиску 14-14,5 кгс/см надходить через засувку на виморожувач холодильної машини 14 з температурою -2 °C, де його охолоджують до 2 температури -9 °C та тиску 14-14,5 кгс/см , після чого надходить на силікагелевий блок осушування 21 через вхідну засувку. Блок силікагелевого осушування 17 призначений для відводу вологи з діоксиду вуглецю. Після насичення вологою силікагель необхідно регенерувати. Після повного видалення вологи з СО2 з температурою від -14 до -16 °C СО2 надходить у випарник 18 для зрідження. У випарнику газоподібний СО 2 зріджують до тиску 14,5 2 кг/см і температури -30 °C. На виході з випарника холодильної машини отримують чистий рідкий діоксид вуглецю з концентрацією 99,9 % і подають трубопроводом до ємності 19 на склад готової продукції. Таким чином удосконалення способу і установки для виділення діоксиду вуглецю з димових газів, що є продуктами спалювання природного газу і мають низьку концентрацію діоксиду вуглецю, дозволяє виготовляти зріджений діоксид вуглецю з високим концентрацією його в кінцевому продукті. До того ж така технологія відповідає сучасним екологічним вимогам при використанні способу установка повністю регенерує використані воду, абсорбент і має мінімальні енерго- і тепловитрати та викиди шкідливих речовин у повітря. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб виділення діоксиду вуглецю з димових газів, що включає охолодження димових газів, абсорбцію багаторазово циркулюючим абсорбентом, десорбцію поглиненого діоксиду вуглецю з насиченого абсорбенту, охолодження абсорбенту, осушування десорбованого діоксиду вуглецю і подачу його споживачеві, який відрізняється тим, що як абсорбент в процесі абсорбції використовують розчин моноетаноламіну МЕА, абсорбцію проводять в протитечії при русі димових газів знизу доверху, а абсорбенту - зверху вниз, багаторазово циркулюючим абсорбентом при безперервному контролі температури і концентрації, і регулюванням кількості димових газів, насичений діоксидом вуглецю розчин абсорбенту розділяють на два потоки, один із який спочатку нагрівають, а потім подають на десорбер, другий потік на десорбер подають охолодженим, після десорбції осушування десорбованого діоксиду вуглецю проводять багатоступенево і після цього його піддають зрідженню і надають споживачеві в зрідженому стані, а регенерований абсорбент піддають охолодженню і знов подають на абсорбцію. 2. Установка для виділення діоксиду вуглецю, що містить теплообмінник з корпусом, оснащений трубопроводом, абсорбер, обладнаний газоходом, приєднаним до абсорбера через теплообмінник, бак збору абсорбенту, один циркуляційний насос, осушувач, десорбер, охолоджувач, яка відрізняється тим, що додатково містить бак-акумулятор розчину абсорбенту, шість теплообмінників, причому п'ять з них є кожухотрубними, а один пластинчатий, та два циркуляційні насоси, компресор, як абсорбент використаний розчин моноетаноламіну МЕА, охолоджувач виконаний у вигляді виморожувача холодильної машини, кожухотрубні та пластинчатий теплообмінники, абсорбер, бак збору абсорбенту, десорбер, охолоджувач, бак-акумулятор розчину абсорбенту та компресор мають окремі корпуса і функціонально пов'язані трубопроводами, причому корпус абсорбера виконаний вертикальним, теплообмінник, що приєднаний до газоходу, виконаний у вигляді контактного економайзера, циркуляційні насоси виконані як циркуляційний насос абсорбції, циркуляційний насос підживлення та циркуляційний насос десорбції, газохід приєднаний до нижній частині вертикального корпуса абсорбера, а у верхній частині абсорбера приєднаний трубопроводом бак збору абсорбенту, бак-акумулятор розчину абсорбенту оснащений датчиками визначення параметрів середовища і пов'язаними з ними регулюючими заслінками, і зв'язаний трубопроводом безпосередньо з абсорбером, а з десорбером бак-акумулятор зв'язаний трубопроводами через три теплообмінника і через циркуляційний насос підживлення і циркуляційний насос десорбції, при цьому один з цих теплообмінників - пластинчатий теплообмінник, з'єднаний входом з баком-акумулятором розчину абсорбенту та двома окремими виходами через перший та другий кожухотрубні теплообмінники з десорбером, третій кожухотрубний теплообмінник - теплообмінник холодного байпасу, безпосередньо з'єднаний з баком-акумулятором розчину абсорбенту і десорбером, який через осушувач пов'язаний з компресором, осушувач виконаний багатоступеневим, ступені якого містять четвертий кожухотрубний теплообмінник - конденсатор, каплевловлювач парогазової суміші, а також, 6 UA 106433 C2 5 10 приєднані через компресор і виморожувач холодильної машини, блок силікагелевого осушування і випарник, а п'ятий кожухотрубний теплообмінник - холодильник розчину, приєднаний виходом до абсорбера. 3. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що містить охолоджувач води, підключений трубопроводом до охолоджувальної системи компресора і приєднаний назовні до градирні ТЕЦ. 4. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що бак збору абсорбенту обладнаний проміжним баком-акумулятором розчину абсорбенту з можливістю подання розчину MEА ззовні. 5. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що газохід обладнаний димотягами. 6. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що обладнана каплевловлювачем, приєднаним на вході до виходу теплообмінника, виконаного у вигляді економайзера, а на виході - до абсорбера, і зв'язаним трубопроводом з зовнішньою градирнею. 7. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що параметрами середовища, які визначаються датчиками у баку-акумуляторі розчину абсорбенту, є концентрація діоксиду вуглецю та температура середовища. 7 UA 106433 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8