Sau khi dung dịch kiềm nóng hấp thụ CO2, bộ phận CO2 tương ứng chuyển
thành KHCO3, trị số pH của dung dịch giảm xuống, năng lực hâp thụ của dung
dịch cũng giảm. Nên trong công nghiệp một bước quan trọng là phải khôi phục năng lực của dung dịch, tuần hoàn tái sử dụng. Nguyên tắc của nhả hấp thụ là làm việc ở áp suất thấp nhiệt độ cao, vơi dung dịch kiềm nóng phương trình nhả hấp thụ như sau:
2KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O.
Ta thấy rõ là khi nâng cao nhiệt độ, hạ thấp áp suất thì phương trình chuyển dịch về phía phải. Để nâng cao hiệu suất nhả hấp thụ, một trong những phương pháp rất hữu hiệu là người ta tách, thu hồi CO2 trong quá trình tái sinh, tức là ta đã tạo điều kiện cho chuyển dịch cân bằng sang bên phải, bên có lợi cho quá trình tái sinh.
Dung dịch được tái sinh hoàn toàn tức là toàn bộ KHCO3, sẽ được chuyển về dạng K2CO3. Trong thực tế sản xuất hầu như không có công nghệ tái sinh nào đạt hiệu suất 100%.
ST
T TÊN THIẾT BỊ K. HIỆU S.LG.
1
Tháp hấp thụ CO2
+ Φ2600/Φ3200, H=49710.
+ Đoạn trên: đệm thép C, Φ38, chia làm hai đoạn 6 m/ 1 đoạn.
+ Đoạn dưới: đệm thép C, Φ50, chia làm 2
đoạn, 8m đêm/ 1 đoạn đệm.
E010501 1
2
Tháp tái sinh tăng áp.
+ Φ3600/Φ3200, H=53950 + 3 tầng đệm thép C, Φ50m quy cách 7m- 6m-7m. E010503 1 3 Tháp tái sinh thấp áp + Φ3600, H=48370
+ Đệm Thép C, Φ50, 2 đoạn mỗi đoạn cao
7,5m.
E010502 1
4 Thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi (kiểu nằm
ngang, Φ900, L=5340, A=103m2) C010501 1
5 Thiết bị phân ly khí biên đổi (Φ1800, H=6512) F010501 1
6 Thiết bị phân ly khí biên đổi (Φ1800, H=6531) F010502 1
7 Thiết bị làm lạnh khí tinh chế bằngnước(Φ1000, H=7311, A=201,5m2). C010508 1
8 Thiết bị làm lạnh khí biến đổi bằng nước
(Φ1100, H=7165, A=339m2) C010504 1
9 Thiết bị phân ly khí tinh chế(Φ1600, H=6470) F010503 1
10 Thiết bị làm lạnh dung dịch nghèo bằng nước
(Φ1100, H=7243, A=368m2) C010505 1
11 Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng hơinước (Φ1600, H=7760, A=550m2) C010503 1
12 Thiết bị đun sôi dung dịch tái sinh bằng khí biến
đổi (Φ1000, H=6255, A=240m2) C010502 1
13
Thiết bị phân ly làm lạnh khí tái sinh
+ Φ1400/Φ1600, H=15745
+ Bộ làm lạnh phần trên: A=671m2.
+ Bộ phân ly dưới.
C010506 1
14 Thiết bị phun CO2 kiểu tuy-e L010501 1
15 Thiết bị làm lạnh CO2 bằng nước (Φ1400,
L=7117, A=436,5m2) C010507 2
16 Thiết bị phân ly khí CO2 (Φ2200, H=7685) F010504 1
17 Thiết bị lọc dung dịch bằng than hoạt tính
(Φ2000, H=6400) F010506 2
18 Thiết bị thải nước ngưng tụ (Φ600, H=1935) F010507 1
19 Thùng ngầm chứa dung dịch thải (Φ3000,
H=3000) F010508 1
20 Thùng chứa dung dịch (Φ7000, H=7500,
V=288m3) F010509 1
21 Thùng pha chế dung dịch (Φ2000, H=7685) F010505 1
22 Bơm nước ngưng tụ J010505 1
23 Bơm nước tuần hoàn J010504 2
25 Bơm dịch nghèo dùng động cơ điện J010502 1 26 Toàn bộ đường ống, van, thiết bị có trong cươngvị.
27 Bơm dịch nghèo dung turbine J010501 1
2.2.4.4. Lưu trình công nghệ
• Lưu trình khí đi khử CO2:
Khí biến đổi sau khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt, được gia nhiệt bởi khí từ công đoạn biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40 0C lên 90 0C và đi vào phía dưới tháp hấp thụ, khí sau khi khử CO2 ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ, qua thiết bị làm lạnhh bằng nước, thiết bị phân ly rồi đi về đoạn IV máy nén 667.
• Lưu trình dung dịch khử CO2:
Dung dịch giàu ra từ đáy tháp hấp thụ CO2 với lưu lượng 850 m3/giờ, được
giảm áp bằng van điều tiết dịch diện; trong đó khoảng 600 m3/giờ dung dịch
giàu được khống chế qua tổ máy turbin của bơm dung dịch nghèo để thu hồi năng lượng, sau đó hỗn hợp với khoảng 250 m3/giờ dung dịch giàu còn lại được khống chế cùng đi vào bộ phận bốc hơi nhanh ở đỉnh tháp tái sinh biến áp phối hợp khống chế dịch diện, khoảng 30 % CO2 bị nhả khỏi dung dịch.
Khoảng 300 – 400 m3/giờ dung dịch giàu ra khỏi đáy bộ phận bốc hơi nhanh đi đến phần trên tháp tái sinh thấp áp, khoảng 300 m3/giờ dung dịch giàu còn lại chảy xuống đoạn đệm thứ nhất tiếp tục tái sinh. Một phần dung dịch bán nghèo ra khỏi đáy đoạn đệm thứ nhát đi đến phần giữa của tháp tái sinh thấp áp rồi trộn lẫn với dung dịch bán nghèo đi từ phần trên xuống. Một phần nhỏ dịch ở đây được trích đi ọc bằng than hoạt tính, phần còn lại gần 600 m3/giờ ra khỏi đáy đoạn trên rồi cùng với dung dịch sau bộ lọc than hoạt tính được đưa vào bơm dung dịch bán nghèo để tăng áp và phun vào phần giữa tháp hấp thụ CO2. Dung dịch bán nghèo còn lại khoảng 250 m3/giờ được chảy từ đáy đoạn đệm thứ nhất của tháp tái sinh tăng áp qua đoạn đệm thứ hai tiếp tục tái sinh. Ra khỏi đay đoạn đệm thứ hai được đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước 0,5 MPa và bộ đun sôi bằng khí biến đổi rồi trở lại tháp tái sinh tăng áp.
Dung dịch ra khỏi đáy tháp tái sinh tăng áp có nhiệt độ 120-125 0C, đi đến phần dưới tháp tái sinh thấp áp, được gia nhiệt bốc hơi bởi nhiệt của hơi nước từ bộ thải nước ngưng đến. Hơi nước được ngưng tụ và cùng dung dịch nghèo ra khỏi đáy tháp tái sinh thấp áp với lưu lượng 250 m3/giờ, nhiệt độ 110 – 115 0C
qua bộ làm lnạh dung dịch bằng nước ngưng có nhiệt độ 70 – 90 0C, đến bơm dịch nghèo để tăng áp và phun vào đỉnh tháp hấp thụ CO2.
Nước ngưng của hệ thống được thu hồi về bể ngầm và qua bơm nước ngưng hồi lưu để tăng áp rồi bổ sung vào đỉnh của phần trên tháp tái sinh thấp áp và đáy tháp tái sinh tăng áp, để cân bằng lượng nước của hệ thống bị bốc hơi theo khí tái sinh và duy trì sản xuất bình thường.
• Lưu trình hệ tái sinh nhả khí CO2:
Khí CO2 thoả ra khỏi dung dịch đi ra từ đỉnh tháp tái sinh thấp áp, vào bộ làm lạnh bằng nước để phân ly nước, rồi được hút vào Tuye và hỗn hợp với khí CO2
đến từ đỉnh tháp tái sinh tăng áp, sau đó qua thiết bị làm lạnh khí tai sinh CO2
bằng nước, nhiệt độ giảm xuống ≤
40 0C, qua bộ phân ly để phân ly hơi nước và dung dịch ra đưa đi sản xuất urê và CO2 lỏng - rắn.
• Lưu trình hơi nước đun sôi đáy tháp tái sinh dung dịch khử CO2:
Hơi nước quá nhiệt 0,5 MPa từ mạng ống chung đến, được làm lạnh giảm nhiệt độ bơi nước ngưng đến từ bơm nước ngưng, khống chế nhiệt độ 180 – 190
0C, đưa vào bộ đun sôi bằng hơi nước, rồi qua bộ thải nước ngưng. Hơi nước
chưa ngưng được đưa đến đáy tháp tái sinh thấp áp để gia nhiệt còn nước ngưng được đưa đến thùng chứa.
2.2.5. Cương vị khử vi lượng CO và CO2.2.2.5.1. Nhiệm vụ cương vị: 2.2.5.1. Nhiệm vụ cương vị:
Dùng dung dịch Axetat Amonic Đồng để hấp thụ CO2, CO với hàm lượng
nhỏ. Thao tác cương tương đối phức tạp, điều kiện tái sinh tốt hay sấu có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình tinh chế khí nguyên liệu trước khi đưa sang tổng hợp NH3.
2.2.5.2. Lý thuyết khử vi lượng CO và CO2.a. Thành phần dung dịch Axetat Amonic Đồng. a. Thành phần dung dịch Axetat Amonic Đồng.
Dung dịch Axetat Amonic Đồng thường được gọi đơn giản là dung dịch đồng – amoniac, hay đơn giản hơn nữa là dung dịch đồng.
Thành phần chính dung dịch đồng là phức chất [Cu(NH3)2AC], [Cu(NH3)4AC], Acetat amon NH4OH và NH3 tự do chưa tham gia phản ứng bởi vì nó đã hấp thụ không khí và CO2 trong khí nguyên liệu nên trong dung dịch còn có chứa bicarbonat amon NH4HCO3 và carbonat amon (NH4)2CO3, v.v… trong đó [Cu(NH3)2AC] và NH3 tự do là thành phần chính hấp thụ CO.