《氧化碳的脱碳》PPT课件

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1、第五章二氧化碳的脱碳要求：脱碳方法及其原理重点：热钾碱法和NHD法难点：工艺条件和流程布置不同原料和制气方法需脱除的CO2的量脱碳目的一、各种脱碳方法脱碳化学吸收法物理吸收法MDEA有机胺浓氨水加压水洗法（水）低温甲醇洗涤法（甲醇）Fluor法（碳酸丙烯酯）Selexol法（聚乙二醇二甲醚NHD）Purisol法(N－甲基吡咯烷酮)变压吸附法对设备要求高中型厂用的较多苯菲尔法DEA不起泡碳酸钾+二乙醇胺N甲基二乙醇胺循环吸收吸收与生产产品二、物理吸收和化学吸收脱碳的基本原理物理吸收和化学吸收的根

2、本不同点在于吸收剂与气体溶质的分子间的力不同。物理吸收中的各分子间为范德华引力，而化学吸收中为化学键力，这二者的区别构成它们在吸收平衡线、热效应、温度对吸收的影响以及吸收选择性等方面的不同。三、脱碳方法的选择以氨加工的品种二氧化碳的需求选择以碳化气的最终净化方法选择以全厂能耗选择四、脱碳原则流程吸收液制备吸收系统溶液再生原料气碳化气热源再生气第二节化学吸收法2．碳化过程首先，二氧化碳从气相溶解于液相：CO2(气)=CO2(液)游离氨的碳化1．吸氨过程NH3(气)十H2O(液)＝NH3.H2O(溶液

3、)一、氨水中和联产碳铵法3、氨基甲酸铵水解形成碳酸氢铵或碳酸铵原理：CO2+NH3+H2O=NH4HCO3结论：反应速率受液相总容积水解反应所限制，反应器选择储液量较大的鼓泡塔，且用冷却水箱将反应热及时移出。碳化生产物料流向图：碳酸氢铵结晶回收氨软水碳化塔产品NH4HCO3变换气供CO2原料气带走少量CO2NH3稀氨水浓氨水气氨离心冷却水热量移出碳化生产过程中的传质和传热碳化塔内二氧化碳的吸收碳化塔内碳酸氢铵的结晶吸氨与碳化过程均会放出大量的反应热，应及时移走，否则不利于氨与二氧化碳的吸收，且有碍

4、于碳酸氢铵的结晶。工艺条件的确定温度氨水浓度出口二氧化碳含量液位稀氨水浓氨水主塔备塔副塔回清塔软水气氨离心岗位变换气吸收岗位工艺流程稀氨水碳化气气氨二、热碳酸钾法脱碳p1441、发展：吸收速度慢加速吸收提温腐蚀加入防腐剂减少腐蚀活化剂各种改良热钾碱法脱碳(1)化学反应碳酸钾水溶液与二氧化碳的反应如下：常温下反应速率较慢，提温度到120～130℃，即可提高碳酸钾溶液的浓度，又可以得到较快的反应速率。但在该温度下碳酸钾溶液对碳钢设备有极强的腐蚀性。2．基本原理(a)加入活化剂DEA（2,2—二羟基二乙

5、胺)加入DEA改变机理，反应速度提高10-100倍。K2CO3=2K++CO3-2R2NH+CO2=R2NCOOHR2NCOOH=R2NCOO-+H+R2NCOO-+H2O=R2NH+COO-H++CO3-2=HCO3-K++HCO3-=K2HCO3①吸收硫化氢硫化氢是酸性气体，和碳酸钾产生下列反应：②吸收硫氧化碳和二硫化碳溶液与硫氧化碳和二硫化碳的反应是：第一步硫化物在热的碳酸钾水溶液中水解生成硫化氢；第二步水解生成的硫化氢与碳酸钾反应。(b)碳酸钾溶液对气体中其他组分的吸收③吸收硫醇和氰化氢④

6、对烃类的吸收烃类不与碳酸钾溶液进行反应，但某些烃类可使溶液中的有机胺类降解，而有些低级烃类在吸收过程中可被溶液冷凝，进入液相后将导致溶液起泡。(c)溶液的再生再生反应为：加热有利于碳酸氢钾的分解，再生压力越低对再生越有利。再生温度为该压力下溶液的沸点。3工艺条件(1).溶液的组成(A)碳酸钾的浓度:提高浓度有利吸收，上线温度为结晶的溶解度。27-30%（B）活化剂的含量:在改良热钾碱法中，活化剂DEA的含量约为2.5～5％。（C）缓蚀剂含量：偏钒酸盐，总钒含量0.8%（D）消泡剂：硅酮、硅醚类(2

7、)吸收压力提高吸收压力增加吸收的推动力，减少吸收设备尺寸、提高气体净化度，也增加溶液吸收能力，减少溶液循环量。以天然气为原料流程，压力为2.7～2.8MPa以煤为原料，吸收压力多为1.8~2.0MPa。(3)吸收温度：温度对碳酸钾溶液上方的二氧化碳的分压有影响，T高，K加大，但吸收推动力减小。(4)溶液的转化度：再生好坏的标志（5）再生温度和再生压力（6）再生塔顶水气比4．工艺流程(1)流程的选择用碳酸钾溶液脱除二氧化碳的流程可有几种组合，其中最简单的是一段吸收、一段再生流程。一段吸收、一段再生

8、流程低变气CO2气脱碳气吸收塔吸收塔再生塔水力透平冷凝器冷凝器再沸器二段吸收、二段再生流程流程特点：节省蒸汽净化度高热钾碱法脱碳流程吸收塔和再生塔型式：填充塔和筛板塔。特点：填充塔生产强度较低，填料体积庞大，操作稳定、可靠，尤其在用碳酸钾溶液吸收二氧化碳的操作中，对填充塔有成熟的设计和操作经验。大多数厂的吸收塔和再生塔都用填充塔，只有少数厂采用筛板塔。５．主要设备：吸收塔和再生塔(1)吸收塔吸收塔是加压设备。采用两段吸收，进入上塔的溶液量仅为整个溶液量的四分之一到五分之一，同时气体