Monoetanoliamiinin regenerointiprosessin mallinnus
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Kem-42
Degree programme
Language
fi
Pages
xi + 100 (+10)
Series
Abstract
Diplomityössä tutkittiin hiilidioksidin alkanoliamiiniabsorptiota voimalaitosten savukaasujen puhdistuksessa. Talteenotossa käytetty monoetanoliamiini (MEA) on erittäin reaktiivinen hiilidioksidin kanssa ja sen regenerointi kuluttaa paljon energiaa. Työn tarkoituksena oli tutkia energiankulutuksen mallinnukseen vaikuttavia tekijöitä. Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin reaktioita ja ilmiöitä hiilidioksidin absorptiossa sekä hiilidioksidin tasapainoliukoisuuksia monoetanoliamiiniin. Erityisesti perehdyttiin erilaisiin faasitasapainojen laskentatapoihin kuten elektrolyytti-NRTL-malliin. Diplomityön soveltavassa osassa simuloitiin hiilidioksidi-monoetanoliamiini-vesi-systeemin faasitasapainoja sekä absorptio- ja höyrystymislämpöjä Aspen Plus 2006.5-ohjelman elektrolyytti-NRTL-mallilla. Simuloitujen hiilidioksidin tasapainoliukoisuuksien ja kirjallisuudessa esitettyjen mittaustulosten välillä havaittiin olevan selviä eroja ja korkeissa lämpötiloissa mallin havaittiin ennustavan hiilidioksidin höyryfaasin osapaineen kirjallisuusarvoa matalammaksi. Korkeissa lämpötiloissa myös simuloidut absorptiolämmöt jäivät selvästi odotettua matalammiksi. Simuloidut MEA-liuoksen höyrystymislämmöt vastasivat kirjallisuutta. Soveltavassa osassa simuloitiin lisäksi nopeusperustaisella elektrolyytti-NRTL-mallilla 30 m-% MEA-liuoksen regenerointiprosessia kahdessa eri paineessa. Regenerointiprosessi koostui stripperistä, kiehuttimesta sekä lauhduttimesta. Simuloinnin tavoitteena oli tutkia regenerointipaineen ja -lämpötilan vaikutusta prosessin energiankulutukseen sekä kolonnin lämpötilaprofiilin simulointitarkkuuteen. Korkeassa paineessa ja lämpötilassa simuloidun prosessin havaittiin kuluttavan vähemmän energiaa kuin matalassa paineessa. Matalassa paineessa saadut simulointitulokset vastasivat kuitenkin tarkemmin mitattuja tuloksia. Simuloimalla tutkittiin lisäksi regeneroinnin riippuvuutta reaktiokinetiikasta, faasitasapainoista, nesteen tilavuusosuudesta sekä faasien välisestä rajapinta-alasta. Hiilidioksidia vapauttavien reaktioiden nopeuden, hiilidioksidin Henryn lain vakion ja faasien välisen rajapinta-alan kasvattamisen havaittiin pienentävän regeneroinnin tarvitsemaa kiehutustehoa. Nesteen tilavuusosuuden vaikutus oli vähäinen.Description
Supervisor
Alopaeus, VilleThesis advisor
Pekkanen, MarttiRantanen, Ilkka