180102. lajstromszámú szabadalom • Eljárás savas gázok eltávolítására gázelegyekből
9 180102 10 tét 110 °C-ra emeljük, a recirkuláltatott friss amino-oldat segítségével, amelynek belépési hőmérséklete 121 °C, és amely 67 °C-os hőmérsékleten távozik. A feldúsult oldatot ezután 110 °C hőmérsékleten bevezetjük a sztripppelő to’ronyba. Itt 9,821xl07 joule/kg. mól energiára van szükség ahhoz, hogy a széndioxidban feldúsult amináram széndioxid-tartallmát 1294 kg mól széndioxid/óra értékről 537 kg mól/széndioxidértékre csökkentsük. Ezen a ponton, érdemes összevetni a találmány szerinti eljárást néhány más ismert eljárással. Az 1. táblázat néhány ilyen rendszer jellemző adatait szemlélteti. Elsődleges fontossággal bír az egyes eljárások 1 mól széndioxidra számított energiaigénye. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni, hogy néhány alternatíva esetében a hasznosítási költségek csak megnövekedett tőkebefektetés útján csökkenthetők. Ennnek szemléltetésére szolgál a 2. összehasonlított index, az üzemeltetési index, amely magába foglalja a tényleges üzemeltetési költségeket, az évi hasznosítási költségeket és egy állandó évi amortizációt egy adott rendszeresítőben. A hagyományos módszerek üzemeltetési indexét 1,0-nak választottuk, és a javított módszerek megfelelő indexét ehhez viszonyítjuk. Az ismert eljárás abban különbözik a találmány szerinti eljárástól, hogy a folyamatból hiányzik a flash-desztilláció (lefúvatás) és a közbenső hűtés, üzemeltetési indexe a fentiek szerint 1,0. Javítása érdekében először is felhasználhatjuk a széndioxid lefúvatását, amelylyel csökkentjük a sztrippelő oszlop megterhelését. Ennek hatását mutatja az 1. táblázat 2. oszlopa. Az ezzel az eljárással kapcsolatos elsődleges nehézség az, hogy az egyensúlyi megfontolások a feldúsult oldat telítettségét 0,5 mól/mólra korlátozzák, ami erősen behatárolja az elérhető lefúvatás mértékét (lásd 2. ábra). Egy további javítás szerint csökkenthetjük a sztrippelő oszlop reakció és párologtatási entalpiaigényét azáltal, hogy a friss oldat telítettségét 0,15-ről 0,21 mól/mólra emeljük (3. oszlop). Sajnos, e megoldás potenciális előnyeit lerontja az, hogy abban az esetben, ha a feldúsult oldat telítettségét megkötjük az egyensúlyi megközelítéssel, a friss oldait telítettségét növelve megnő az oldat áramlási sebessége, és ezen keresztül az érzékelhető hőigény. Amint a táblázat adataiból látható azonban bizonyos javulást érhetünk el mind a hasznosítási költségek, mind az üzemeltetési költségek tekintetében. Egy másik megoldás szerint, amellyel próbálkozhattunk volna, megkísérelhettük volna növelni a feldúsult oldat telítettségét egy közbeiktatott hűtő segítségével. Másszóval, ha alacsonyabb a hőmérséklet, ugyanolyan egyensúly-megközelítést alkalmazva, nagyobb telítettséget érhetünk el, mint magasabb hőmérsékleten. További előny származhat a friss oldat hőmérsékletének emeléséből, ami hozzájárul a sztrippelés termodinamikájának javításához. Az 1. táblázat 4. oszlopában bemutatott adatok szintén javulásra vallanak. Határozottan szignifikáns javulás érhető el, ha megfelelően tervezett berendezés segítségével egyesítjük az előbb említett két megoldás előnyeit. Megfelelő eredményeket csak akkor érhetünk el, ha a kombináció szintenergetikus hatást mutat. A lefúvatás'ra azért van szükség, hogy csökkentsük a sztrippeléssel kihajtani kívánt széndioxid mennyiségét és a lefúvató egység működésének termodinamikája arra mutat, hogy a lefúvatás hatásfoka függ a bevezetett oldat széndioxid-koncentrációjától. Éppen ezért az egyensúlyi megközelítés korlátái között a bevezetett oldat széndioxid-telítettségét kívánatos a lehető legnagyobb értéken tartani. A hagyományos módszereknél alkalmazott telítettség esetén nem lehet elérni azt a lefúvatási hatásfokot, amely a folyamat gazdaságos végrehajtásához szükséges. Egy közbenső hűtőegység beiktatása viszont lehetővé teszi a lefúvatás hatásfokának megnövelését, nagyobb egyensúlyi telítettségi értéket téve lehetővé. A közbenső hűtés beiktatásának egy másik fontos jelentősége is van. A sztrippelő egységbe belépő friss oldat nagyobb telítettségét csak akkor tudjuk megfelelően kihasználni, ha megakadályozzuk, hogy a megnövekedett áramlási sebesség következtében megnőjön az oldat értékelhető hőszükséglete. A közbenső hűtés lehetővé teszi, hogy egyesítsük a javított termodinamikájú sztrippelő és abszorber előnyeit. A berendezés valamennyi elemének kölcsönhatása eredményezi, hogy optimális hatást tudjunk elérni, és ezáltal a teljes rendszer nettó energiaszükséglete alacsonyabb, mint az egyes komponensek külön-külön mért energiaszükségletének összege. A találmány szerinti eljárás előnyeit csak a közbenső hűtőegység és a lefúvató egység megfelelő elhelyezésével tudjuk biztosítani, és egyidejűleg arra is ügyelni kell, hogy a tervezés során valamennyi paramétert gondosan válaszszűk meg, és így kiegyensúlyozott rendszert hozzunk létre. Amint az 1. táblázat 5. oszlopában megadott adatokból látható, a találmány szerinti eljárással lényegesen lecsökkenthető a sztrippelés energiaigénye, és az üzemeltetési index. Ezek az előnyök nagymértékű hasznosítási költség-megtakarításban is megmutatkoznak. Ezek az előnyök lényegesen felülmúlják azt a csekély hátrányt, hogy némiképpen megnő a tőkebefektetés szükségessége, amit az mutat, hogy a teljes üzemeltetési index 0,87. Hangsúlyozni kívánjuk, hogy az eddigiekben csak a találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módjait szemléltettük, ami nem zárja ki, hogy további változásokat is végre lehessen hajtani a találmány keretein belül. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
