全文MEA计算整理.doc

附录A：MEA溶液富集CO2工艺计算 一、设计参数 烟气量: 15000m3/h (160 0C时) 回收率 90% 吸收塔操作温度 38—45 0C 再生塔操作温度 110—120 0C 吸收液（MEA溶液）浓度 15%—20% 吸收塔和再生塔： 均为填料塔 烟气成分： 成分 N2 CO2 O2 CO S02 杂质 含量 84.0% 12.0% 3.6% 0.02% 39mg/m3 残余 二．吸收塔的设计 确定吸收塔操作条件为： 温度 40 0C 压力 1atm MEA浓度 15% 设计时按此条件计算 1 .平衡线 缺少CO2在15%MEA溶液、40 0C时的溶解度数据，现近似取40 0C下CO2在15.3%重量的MEA溶液中的溶解度，并把分压转化为操作压力下的摩尔比Y: P﹒mmHg 1 5 10 30 50 70 100 200 Y 0.00132 0.00662 0.0133 0.0411 0.0704 0.101 0.152 0.357 X 0.383 0.438 0.471 0.518 0.542 0.558 0.576 0.614 由上表可得所需的平衡曲线。 2．吸收剂量的确定 y1=12.0% y2=y1(1—)=12.0%(1－90%)=1.20% Y1=y1(1－y1)=0.12/(1－0.12)=0.136 Y2=y2(1－y2)=0.012/(1－0.012)=0.0121 据气体净化(第三版，中国建筑工业出版社)P23所述，MEA贫液含有0.05--0.2 molCO2/mol MEA，使用低压解吸塔，则来自解吸塔的MEA贫液一般由0.15 mol CO2/mol MEA, 故可取 X2=0.15 吸收塔温度：40×9/5＋32=104 0F 查《《气体净化》》P17,15%MEA溶液的比重。 Y L=0.996 《《气体净化》》P19 ,运动粘度： Y=0.82 cSt MEA分子量：M=61.1，则15%MEA溶液的粘度： L=·L=0.82×0.996=0.82 cP 质量浓度：996×15%=149.4 Kg/m3 摩尔浓度：149.4/61.1=2.44 mol/L 入塔烟气密度： YG=(0.84×28+44×0.12+36×0.036) ×10-3×273/(40+273) ×1/(22.4×10-3) =1.17Kg/m3 烟气摩尔流量 nG=15000/(273+160) ×273×1/(22.4×10-3)=4.22×10-5 mol/h 质量流量： G=4.22×105(0.8428+44×0.12+36×0.036) ×10-3=1.57104 Kg/h 惰性气体流量： GM=4.22×105（1-0.12）=3.71×105 mol/h 查平衡曲线，Y1=0.136时，X1·=0.572 (GM·/LM·)max=(X1·-X2)/(Y1-Y2) =(0.572-0.15)/(0.136-0.0121) =3.41 LM·min=1.1×105mol/h 而LM·=(1.2～2.0)(LM·)min,取 （LM·）=1.8（LM·）min=1.8×1.1×105=1.98×104Kg/h MEA溶液量： L=1.98×105×61.1×10-3/15%=8.07×104Kg/h X1=GM·/LM·(Y1-Y2)+X2 =(3.71×105)/(1.98×105)(0.136-0.0121)+0.15 =0.38 可得操作线。 3.塔径及压力降 选用填料为拉西环瓷质填料，乱堆，规格50 mm 查相关手册可知填料的特性: 比表面积:a= 93 m2/m3 干填料因子:a/3=177 m-1 填料因子:= 220 m-1 而:L=8.07 x 104 Kg/h G=1.57 x 104 Kg/h G =l.17Kg/m3 L=996 kg/m3 L=0.82 cP 得:(L/G)1/4(G/L)1/8=0.65，查相关手册，可知: uF2/g·(/3)·(G /L)·L 0.16=0.080， 泛点气速: uF ==2.0m/s 对于一般得空塔气速取u=(0.6～0.8)UF, 而MEA溶液容易起泡，可取0.5或则更低; u=0.5uF=1.0m/s 烟气流量: V=15000/(2