Tài liệu Sấy khô khí bằng phương pháp hấp thụ dùng meg

Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Lời Mở Đấằu Khí đồồng hành và khí thiên nhiên khai thác t ừ lòng đấất th ường bão hòa h ơi nước và hàm lượng hơi nước phụ thuộc vào ấấp suấất, nhiệt đ ộ, và thành phấồn hóa học của khí. Mồỗi một giá trị nhiệt độ và áp suấất tương ứng v ới hàm l ượng nước cực đại có thể nhấất định. Hàm lượng ẩm tương ứng với hơi nước bão hòa tồấi đa được gọi là độ ẩm cấn bằồng. Hàm lượng hơi nước trong khí đồồng hành và khí thiên nhiên cấồn ph ải biêất vì hơi nước có thể bị ngưng tụ trong các hệ thồấng cồng ngh ệ x ử lý sau này, hình thành các hydrat ( các tinh thể chấất rằấn ) dêỗ đóng c ục chiêấm các kho ảng khồng trong các ồấng dấỗn hay các thiêất bị, phá vỡ điêồu ki ện làm vi ệc bình th ường đồấi với các dấy chuyêồn khai thác, vận chuyển và chêấ biêấn khí. Ngoài ra s ự có m ặt của hơi nước và các hợp chấất chứa lưu huỳnh ( H 2S và các chấất khác ) sẽỗ làm giảm nhiệt trị của khí, làm giảm hoạt tính xúc tác trong các quá trình chêấ biêấn và là tiêồn đêồ thúc đẩy ằn mòn kim loại, làm giảm tu ổi th ọ và th ời gian s ử d ụng của các thiêất bị, cồng trình. Trước những nguy cơ vêồ tác hại to lớn của hơi nước có m ặt trong khí thiên nhiên và khí đồồng hành trong các quy trình cồng ngh ệ thì vi ệc làm khồ khí sao cho đạt yêu cấồu vêồ tiêu chuẩn kyỗ thuật là một nhiệm vụ bằất bu ộc đ ể đ ảm bảo khả nằng hoạt động ổn định và hiệu quả của các dấy chuyêồn cồng ngh ệ chêấ biêấn các sản phẩn khí sau này. Khí được sấấy khồ với mục đích tách h ơi n ước và tạo ra cho khí có nhiệt độ điểm sương thẽo nước thấấp hơn v ới nhiệt đ ộ cực ti ểu mà tại đó khí được vận chuyển hay chêấ biêấn. Do vậy, trong phạm vi của đồồ án này, chúng ta sẽỗ tính toán các thồng sồấ tháp của quá trình làm khồ khí bằồng ph ương pháp Hấấp th ụ dùng MonoEtylẽnGlycol (MEG). Em xin chấn thành cảm ơn sự hướng dấỗn nhiệt tình của thấồy giáo, TS. Nguyêỗn Danh Nhi, Bộ mồn Lọc Hóa Dấồu, Đại Học Mỏ Địa Chấất đã giúp ẽm hoàn thành đồồ án này. Trong quá trình thực hiện đồồ án khồng th ể tránh kh ỏi nh ững sai sót, mong thấồy đóng góp ý kiêấn để đồồ án được hoàn thi ện. Hà Nội, ngày 02 tháng 11 nằm 2011 SV. Bùi Quang Hiêấu 1|Page 1 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Chương I - Tổng quan vềằ quá trình công nghệ sấấy khô khí I. Cơ sở lý thuyềất Hydrat là những hợp chấất có thể tồồn tại một cách bêồn v ững d ưới dạng tinh thể. Thực chấất là những dung dịch rằấn, trong đó các phấn t ử n ước dung mồi nhờ các liên kêất hydro tạo thành “khung” hydrat. Trong các khoang c ủa khung này các phấn tử khí có khả nằng tạo hydrat như mẽtan, ẽtan, propan, isobutan, nitơ, H2S, CO2, argon sẽỗ chiêấm chồỗ. Các hydrocacbon với phấn tử của nó có th ể xấm nhập vào “khung” cùng với các phấn tử khí có kích th ước nh ỏ h ơn, dấỗn t ới thay đổi áp suấất cấn bằồng trên các hydrat. Mức độ chiêấm chồỗ trong khung c ủa các phấn tử khí tạo hydrat đồấi với thành phấồn khí đã cho ch ủ yêấu ph ụ thu ộc vào áp suấất và nhiệt độ của hệ. Các tinh thể hydrat hình thành trên bêồ m ặt phấn chia pha của hệ khí-nước. Nước tự do còn lại sau khi đã hình thành các hydrat chỉ tiêấp tục chuyển thành trạng thái hydrat khi có s ự khuấấy tr ộn các pha và khi có những điêồu kiện nhiệt động thích hợp. Khi khồng có s ự khuấấy tr ộn thì quá trình khuêấch tán của khí qua lớp màng cứng c ủa các hydrat rấất khó khan và s ự phát triển liên tục của các hydrat sẽỗ khồng xảy ra. Điêồu kiện hình thành các hydrat ngoài ra còn phụ thu ộc vào hàm l ượng của muồấi có trong nước, hàm lượng của chúng tằng sẽỗ dấỗn đêấn gi ảm nhi ệt đ ộ bằất đấồu tạo thành hydrat. Nhiệt độ này cũng phụ thu ộc vào thành phấồn khí, ví dụ nhiệt độ bằất đấồu tạo thành hydrat của mẽtan khi có m ặt propan, CO 2, H2S sẽỗ thấấp hơn so với khi vằấng mặt các chấất này. Hình dạng của hydrat rấất đa d ạng, nó được xác định bởi thành phấồn khí và các điêồu kiện nhiệt đ ộng h ọc. Thồng thường vêồ hình dạng chúng giồấng như nước đá hay tuyêất ấm nén. Nhằồm ngằn ngừa sự hình thành các hydrat người ta s ử dụng r ộng rãi phương pháp ức chêấ tức là phương pháp đưa vào dòng khí các chấất khác nhau gọi là các chấất ức chêấ làm hạ nhiệt độ tạo thành hydrat nh ư mẽthanol, glycol … và phương pháp làm khồ (tách nước) khí dựa trên cơ s ở tách h ơi n ước ra kh ỏi khí bằồng các chấất hấấp thụ lỏng hoặc rằấn. - Phương pháp ức chêấ: thực chấất là cho chấất ức chêấ vào dòng khí ẩm, chấất ức chêấ sẽỗ tan trong nước tự do, kêất quả là làm giảm áp suấất h ơi n ước và h ạ nhi ệt độ tạo thành hydrat. Hiện nay các chấất ức chêấ ngằn ngừa s ự t ạo thành hydrat thồng dụng nhấất là: 2|Page 2 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG – Bùi Quang o Sử dụng chấất ức chêấ là mẽthanol, cấồn có khu v ựcLHDK52 khử hydrat và khuHiếế v ựuc khử axit. o Sử dụng chấất ức chêấ glycol Trong thực têấ thường sử dụng các loại glycol: EG, DEG,TEG v ới nồồng đ ộ khoảng 60 - 80 % khồấi lượng. Việc lựa chọn một loại glycol s ử d ụng đạt hiệu quả cao chomột quá trình xử lý khí nào đó phụ thu ộc vào :  T đồng đặc và độ nhớt của dung dịch glycol ;  độ hạ T tạo hydratẽ đồấi với nồồng độ glycol đã cho ;  khả nằng hòa tan của glycol trong HC ngưng tụ ;  thành phấồn khí. Độ hạ T điểm sương của khí phụ thuộc vào loại chấất ức chêấ,nồồng đ ộ của nó và T khí tiêấp xúc với chấất ức chêấ . Những ưu điểm mà các glycol có được Glycol Metanol Không gây độc với người và môi Gây độc hại với người và môi trường. trường. Có áp suất hơi bão hòa rất thấp và có khả năng thu hồi rất cao bằng phương pháp vật lí đơn giản là cô đặc các dung dịch nước chứa glycol. Áp suất hơi bão hòa cao do vậy khó tách ra khỏi dòng khí, việc tái sinh nó rất phức tạp nên việc tiêu hao chất ức chế là lớn. Nhiệt độ sôi cao nên khó bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp nên khả năng thất Tránh mất mat khỏi thiết bị. thoát là rất cao. Không gây ăn mòn cho thiết bị. - Một số phân xưởng đôi khi cần thiết kế thêm các thiết bị loại axit có thể sinh ra. Phương pháp hấấp phụ: các phương pháp hấấp phụ cho phép đạt điểm sương thẽo ẩm trong khoảng 100–200 oC và sấấy sấu khí đêấn điểm sương -85 ÷ -100 oC. Các chấất hấấp phụ có thể chia thành : Boxit là khoáng thiên nhiên ch ứa ch ủ yêấu là oxit nhồm ; oxit nhồm hoạt hóa là Boxit đã làm s ạch ; các lo ại Gẽl là nh ững hợp chấất cấấu tạo từ oxit silic và alumogẽl ; các rấy phấn t ử là các zẽolitẽ. Các chấất hấấp phụ có bêồ mặt riêng rấất lớn ( 500-800 m 2/g ) và bêồ mặt này được tạo thành từ các mao quản hay mạng tinh thể. Các quá trình hấấp ph ụ có th ể th ực 3|Page 3 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG – Bùi hiện gián đoạn trong các thiêất bị với tấồng thấấp hấấp phLHDK52 ụ cồấ đ ịnh hoQuang ặc liênHiếế t ụuc với các thiêất bị chứa các lớp hấấp phụ chuyển động. Tuy nhiên các quá trình liên tục rấất ít khí được sử dụng do các thiêất bị cồng nghệ rấất ph ức tạp. - Phương pháp thẩm thấu khí: Cho đến nay, quá trình dehydrat hóa bằng thẩm thấu khí hầu như không còn được sử dụng trong công nghiệp xử lý khí nữa do những yêu cầu kỹ thuật quá cao của quá trình. Để déshydrat hóa khí bằng thẩm thấu phải lựa chọn những hợp chất cao phân tử thích hợp có αij rất lớn, khoảng 200.000 (với loại màng mỏng đồng thể và không hề có khuyết tật) và khoảng 300 ÷ 500 (với loại chùm sợi rỗng). Hơn nữa, phải chấp nhận một lượng C 1 thẩm thấu qua màng lọc để màng lọc được chọn có bề mặt riêng không quá lớn. - Phương pháp hấấp thụ: phương pháp hấấp thị được sử dụng rộng rãi để sấấy khồ khí tại các cồng trình ồấng dấỗn khí cũng nh ư trong các nhà máy chêấ biêấn khí. Chấất hấấp thụ sấấy khồ là những dung dịch n ước đậm đặc của mono- , divà triẽtylẽnglycol. Sự sấấy khồ khí bằồng các chấất hấấp th ụ này d ựa trên s ự khác biệt vêồ áp suấất riêng phấồn của hơi nước trong khồng khí và trong chấất hấấp thụ. Giá trị điểm sương của khí được đảm bảo bằồng dung dịch Glycol. So sánh ưu nhược điểm của các dung mồi hấấp thụ nước: MEG DEG TEG Ưu điểm Ít tan trong khí ngưng tụ. Dung Nhược điểm dịch đậm đặc khồng bị đồng đặc. Áp suấất hơi bão hòa cao Độ nhớt thấấp tằng khả nằng tiêấp hơn DEG và TEG. Nhưng xúc với hồỗn hợp khí. Có khả nằng độ hòa tan trong HC cao ngằn ngừa tạo hidrat cao hơn hơn DEG và TEG DEG và TEG Độ hút ẩm cao, khá bêồn khi có Tiêu hao do thấất thoát mặt các hợp chấất lưu huỳnh, O2 cao hơn TEG. Khi tái sinh và CO2 ở nhiệt độ thường. Dung khó thu được DEG nồồng dịch đậm đặc khồng bị đồng đặc. độ >95%. Điểm sương ở nhiệt độ cao có độ chọn lọc thấấp hơn so với TEG. Giá cao Độ hút ẩm cao. Tạo điểm sương thành cao Đòi hỏi chi phí đấồu tư cao. cho khí sấấy cao (27.8 – 47.3oC) độ Dung dịch TEG có khả bêồn cao khi có mặt các hợp chấất nằng tạo màng khi có lưu huỳnh, O2 và CO2 ở nhiệt độ mặt các HC nhẹ. Độ hòa 4|Page 4 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG Ưu điểm bình thường. Khi tái sinh dêỗ thu LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Nhượ c điểm được nồồng độ cao >99%. Dung tan của các HC nhẹ trong dịch khồng bị đồng đặc. Độ bay TEG cao hơn DEG hơi TEG thấấp hơn DEG Giá thành rẻ. Được sử dụng chủ yêấu trong các hệ thồấng vận Metanol chuyển. Điêồu kiện thường dung Có áp suấất riêng phấồn cao dịch đậm đặc khồng bị lên khó tách ra khỏi khí đồng đặc. Có độ nhớt thấấp nhấất nên khi tái sinh. Tiêu hao lớn khả nẳng tiêấp xúc với hồỗn hợp khí là cao hơn các glicol Đặc tính vật lý của các Glycol và Mẽtanol (dùng làm khồ khí) ĐẶC TÍNH VẬT DEG TEG TREG HO- HO- HO- HC-CH2- (CH2- (CH2- (CH2- CH2-OH CH2-O)2- CH2-O)3- CH2-O)4- KLPT Điểm sôi ở áp 62.1 H 106.1 H 150.2 H 194.2 32.04 suấất 760mmHg, 197.3 224.8 285.5 314 64.5 0.12 <0.01 <0.01 <0.01 120 1.110 1.113 1.119 1.120 0.790 9.26 9.29 9.34 9.34 6.59 -13.3 -8.3 -7.2 -5.6 -97.8 28.2 37.3 44.6 0.52 LÝ Công thức (oC) Áp suấất hơi ở 25oC, (mmHg) Khôấi lượng riềng ở 25oC, (g/ml) Khôấi (pound/usgall) Điểm đông đặc, (oC) Độ động METANOL CH3OH lượng riềng ở 25oC, nhớt MEG 25oC 16.5 5|Page 5 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG ĐẶC TÍNH VẬT LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu DEG TEG TREG METANOL 6.99 8.77 10.2 - 47 44 45 45 22.5 1.430 1.446 1.457 1.457 20.328 0.75 0.71 0.69 0.67 0.78 115.6 123.9 1.769 204.4 12.0 cháy côc hở (oC) 118.3 143.3 165.6 190.6 - (fire point) Nhiệ o F t độ 329 328 404 460 - 165 206.7 206.7 237.8 - LÝ MEG lực 60oC (cP) Sức cằng mặt 4.68 bềằ 25oC ở (dyn/cm) Chỉ sôấ khúc xạ ở 25oC Nhiệt riềng dung ở 25oC (kj/kg.oC) Điểm chớp cháy côấc kín (oC)(flash point) Điểm phấn hủy II. chớp o C Sơ đôằ nguyền tằấc công nghệ sấấy khô khí bằằng ph ương pháp hấấp th ụ dùng Glycol [1] 6|Page 6 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Thiết bị Dòng vật chất 1. Tháp hấp thụ I. Khí nguyên liệu ẩm 2, 4. T.Bị Trao đổi nhiệt II. Khí đã làm khô 3. TB thổi khí để tách HC hòa tan III. Dòng glycol giàu 5. Tháp tái sinh IV. Dòng khí thổi ra 6. TB gia nhiệt V. Dòng glycol bổ sung nếu cần 7. TB làm nguội VI. Dòng glycol tái sinh (glycol nghèo) 8. Bồn chứa VII. Dòng hơi nước (chứa 1 ít glycol) 9. Bơm Điều kiện hoạt động - Tháp hấấp thụ (1): + Nhiệt độ thấấp (15 – 38oC) + Áp suấất cao (60 – 85 bar) - Tháp tái sinh (5): + Nhiệt độ cao: Tđỉnh (115oC) ≤ Tđáy ≤ Tp.hủy glycol + Áp suấất thấấp (1 – 1.2 bar) 7|Page 7 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG Hiếếu Chương II - Tính toán các thông sôấ cơLHDK52 bản–cBùi ủaQuang tháp làm khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MonoEtylenGlycol I. 8 Dữ liệu ban đấằu [3] - Thành phấồn khí : Cấấu tử C1 C2 C3 %V 82.0 4.7 3.8 o - Nhiệt độ khí nguyên liệu : 50 C n-C4 2.5 i-C4 2.8 n-C5 1.5 n-C6 1.2 N2 1.0 - Lưu lượng khí nguyên liệu : 5.106 (std m3/ngày đêm) - Áp suấất khí nguyên liệu : 68 bar - Áp suấất khí khồ : 66 bar - Điểm sương khí khồ : 10oC - Chấất hấấp thụ MEG (Mono Etylẽn Glycol) - Lưu lượng riêng chấất hấấp thụ 30 (Kg/Kg H2O) II. Yều cấằu tính - Nồồng độ tồấi thiểu của Glycol - Lượng dung dịch tuấồn hoàn/h (kg/h, kmol/h) - Sồấ đĩa lý thuyêất của tháp - Đường kính tháp - Chiêồu cao tháp III. Các bước tính toán [1] Bước 1 : Cụ thể hóa các sôấ liệu ban đấằu  Lưu lượng khí nguyên liệu V = 5.106 std m3/ngày đêm = 208333,33 std m3/h  Áp suấất khí nguyên liệu 68 bar = 6,8 MPa  Áp suấất khí khồ 66 bar = 6,6 MPa  Khồấi lượng phấn tử trung bình của khí nguyên liệu M =∑ Mi∗Ci i Trong đó : Mi khồấi lượng phấn tử của cấấu tử i Ci phấồn trằm cấấu tử i Suy ra, M = 21,68 đvC 8|Page Hẽ 0.5 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG Bước 2 : Xác định nôằng độ Glycol tái sinh tôấi thiểu LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Dựa vào nhiệt độ tiêấp xúc (được nhận bằồng nhiệt độ của khí cấồn sấấy khồ) và điểm sương của khí đã sấấy khồ để xác định nồồng đ ộ c ủa Glycol tái sinh tồấi thiểu αmin cấồn để thu được điểm sương cho trước của khí thồng qua s ơ đồồ hình II.5 (trang 96 – [1]), giản đồồ này phản ánh các giá tr ị cấn bằồng, mà trong điêồu ki ện thực têấ khồng đạt được, nên để xác định nồồng độ Glycol thẽo đồồ th ị này ta ph ải nhận điểm sương của khí thấấp hơn giá trị đã cho 5-8oC. Ta chọn nhiệt độ điểm sương thấấp hơn giá trị đã cho 5 oC, tức nhiệt độ điểm sương là 5oC. Dựa vào đồồ thị hình II.5 suy ra : Nồồng độ Glycol tái dinh tồấi thiểu αmin = 96% Bước 3 : Xác định hàm ẩm của khí cấằn sấấy khô Dựa vào đồồ thị hình II.1 (trang 90 – [1]) hoặc s ơ đồồ IV.1a (trang 79 – [2]) ta xác định hàm ẩm của khí cấồn sấấy khồ w1 và của khí đã sấấy khồ w2 Với khí nguyên liệu ở điêồu kiện T = 50oC ; 6,8 Mpa w1 = 1,80 g/m3 = 0,0018 (kg/m3) Với khí khồ ở áp suấất 6,6 MPa và có nhiệt độ điểm sương là 10 oC w2 = 0,21 g/m3 = 0,00021 (kg/m3) Bước 4 : Tính lưu lượng chấất hấấp thụ tái sinh L1 = V.(w1 – w2).l (kg/h) Trong đó: V là thể tích khí nguyên liệu (std m3/h) l là lưu lượng riêng chấất hấấp thụ (kg/kg H2O) w1 , w2 là hàm ẩm của khí cấồn sấấy khồ và khí đã sấấy khồ (kg/ m3 ) Suy ra, L1 = 208333,33*(0,0018 – 0,00021 )*30 = 9937,5 (kg/h) Bước 5 : Tính nôằng độ Glycol bão hòa xác định theo phương trình cấn bằằng vật chấất dựa trền độ ẩm trong pha lỏng và khí α 2= L1 α 1 L1+ ( w1−w2 ) V Ta chọn nồồng độ ban đấồu của dung dịch Glycol là α 1 = 96,5 % lớn hơn nồồng độ tồấi thiểu của Glycol là αmin = 96% Từ đó suy ra : 9|Page 9 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG α 2= LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu L1 α 1 9125∗9 6,5 = =9 3 , 4 % L1+ ( w1−w2 ) V 9937,5+ ( 0,0018−0,00021 )∗208333,33 Bước 6 : Tính lượng dung dich Glycol bão hòa sau khi hấấp th ụ L2=L1 + ( w 1−w 2 ) V L2=9937,5+ ( 0,0018−0,00021 )∗208333,33=10268,74 (kg /h) Mặt khác, khồấi lượng phấn tử trung bình M tb của dung dịch glycol bão hòa có thể coi xấấp xỉ bằồng: 0,934*62 + (1 – 0.934)*18 = 59,09 đvC '' Suy ra, L = 10268,74 =17 3 ,78(kmol /h) 59, 0 9 Bước 7 : Tính hằằng sôấ cấn bằằng theo phương trình K= w2 { ( 1−α 1 ) M 0 +18 α 1 } 748,44 M 0 ( 1−α 1 ) Trong đó M0 là khồấi lượng phấn tử của chấất hấấp thụ MEG nên M 0 = 62 đvC K= 0,21∗{( 1−0,96 5 )∗62+18∗0,9 6 5 } =2,53 . 10−3 748,44∗62∗( 1−0,9 6 5 ) Bước 8 : Xác định yềấu tôấ hấấp thụ A theo công thức ' A= L ' KV Trong đó : L’ là lưu lượng lỏng dung mồi vào tháp tính ra Kmol/h V’ lưu lượng khí cấồn làm khồ tính ra Kmol/h - Xác định L’ từ L1 : thẽo tính toán ở trên ta có L1 = 9937,5 (kg/h). Khồấi lượng phấn tử trung bình của dung mồi hấấp thụ được tính thẽo cồng th ức: M tb =0,9 6 5∗62+ ( 1−0,9 6 5 )∗18=6 0,46 ' Suy ra, L = - 9937,5 =164.36( kmol/h) 60, 4 6 Xác định V’: o thẽo trên ta có V = 208333,33 (std m3/h) Suy ra V’ = 208333,33 =8827,7 (kmol/h) 23,6 Vậy : A= 164,36 =7,36 2,5 3. 10−3∗88 27,7 10 | P a g e 10 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG Bước 9 : Hệ sôấ tách ẩm thực tềấ của quá trình hấấp thụLHDK52 – Bùi Quang Hiếếu φ tt = w1−w2 1,8−0,21 = =0,88 w1 1,8 Bước 10 : Hệ sôấ tách lý thuyềất khi tính toán có chú ý đềấn l ượng n ước trong glycol tái sinh φ ¿= φ tt∗Y n +1 Y n+ 1−K∗X 0 Trong đó : X0 là nồồng độ phấồn mol của nước trong chấất hấấp phụ tái sinh 1−α 1 1−0,96 5 18 18 X 0= = =0, 11 1−α 1 α 1 1−0,9 6 5 0,9 6 5 + + 18 62 18 62 Yn+1 là phấồn mol nước trong khí cấồn sấấy khồ Y n +1= w1 0,0018 × 23,6= × 23,6=2,36 × 10−3 18 18 Do đó: φ ¿= 0,88 ×2,36 ×10−3 =0,99 8 2,36 ×10−3−2 ,5 3 ×10−3 × 0,11 Bước 11 : Tính sôấ đĩa lý thuyềất Ta có: φ ¿= An +1− A An +1−1 Trong đó, n – là sồấ đĩa lý thuyêất của tháp hấấp thụ A – là yêấu tồấ hấấp thụ đã tính ở bước 8. Suy ra: lg n¿ = φ¿ − A 0,99 8−7 ,3 6 lg φ¿ −1 0,99 8−1 −1= −1=3,04 lgA lg 7 ,3 6 Bước 12 : Tính sôấ đĩa thực tềấ Thẽo kinh nghiệm thực têấ thì hiệu suấất làm việc của đĩa là t ừ 0,25-0,4 Ta chọn hiệu suấất làm việc của đĩa là : η = 0,3 ntt = n¿ 3,04 = ≈1 0 đĩa η 0,3 Vậy sồấ đĩa thực têấ của tháp hấấp thụ là 10 đĩa 11 | P a g e 11 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu 12 Bước13 : Tính đường kính tháp hấấp thụ D=0,0114 Trong đó : √ 0,1QT (m) ω.P T là nhiệt độ làm việc của tháp, lấấy bằồng nhiệt độ khí nguyên li ệu (K) T = 50oC = 323 K P áp suấất làm việc của tháp, P = (Pkhí ng.liệu + Pkhí khồ)/2 = (6,8 + 6,6)/2 = 6,7 (MPa) ≈ 67 (atm) ω vận tồấc tuyêấn tính của dòng khí trong tháp (0,05-0,15 m/s) Chọn ω = 0,13 m/s Q là lưu lượng khí nguyên liệu, được quy đổi từ điêồu ki ện tiêu chu ẩn vêồ điêồu kiện làm việc của tháp, (m3/s) Thẽo đấồu bài và [4], ta có các dữ liệu trong b ảng sau, trong đó Y i là phấồn mol của các cấấu tử trong hồỗn hợp khí, T ci và Pci là nhiệt độ và áp suấất tới hạn của các cấấu tử. Cấấu tử C1 C2 C3 nC4 iC4 nC5 nC6 N2 He Yi 0,82 0,047 0,038 0,025 0,028 0,015 0,012 0,01 0,005 Tci (K) 190,4 305,28 369,67 425,01 407,98 469,5 507,2 123,11 5 Yi*Tci 156,13 14,35 14,05 10,63 11,42 7,04 6,09 1,23 0,025 Pci (MPa) 4,61 4,88 4,25 3,8 3,65 3,37 3,01 3,4 0,23 Yi*Pci 3,78 0,23 0,16 0,095 0,10 0,05 0,04 0,03 0,0012 Từ bảng trên, ta tính được nhiệt độ giả tới hạn và áp suấất gi ả t ới hạn của hồỗn hợp : pTc và pPc T = ∑ Yi*Tci = 220,96 (K) p c P = ∑ Yi*Pci = 4,49 (MPa) p c Vậy, suy ra nhiệt độ và áp suấất giả rút gọn của hệ: pTr và pPr T = Tlàm việc / pTc = 323/220,96 = 1,46 p r P = Plàm việc / pPc = 6,7/4,49 = 1,49 p r Dựa vào đồồ thị Hình 3.2, trang 52 [4], ta tra đ ược h ệ sồấ nén z: z = 0,844 Vậy, với sồấ mol khồng đổi, trong điêồu kiện làm việc của tháp, ta có lưu lượng thực là: Q=z n.R.T 8827,7 ×0,082 ×323 =0,844 × =2945,3( m3 /h) P 67 12 | P a g e Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Suy ra : D=0,0114 √ 0,1QT =0,0114 ω.P √ ∗323 ( 2945,3 3600 ) =0, 6 27 (m) 0,1∗ 0,13∗6,7 Như vậy đường kính tháp khoảng D = 0,6 (m) Bước 14 : Tính chiềằu cao tháp hấấp thụ H = Ntt *d + h Trong đó : d – là khoảng cách giữa 2 đĩa 0,5-0,6 m h – là chiêồu cao vòm đỉnh và đáy tháp 1-1,2 m Chọn d = 0,5 m và h = 1,1 m o H = 10*0,5 + 1,1 = 6,5 (m) Vậy chiêồu cao tháp là 6,5 (m) IV. Kềất luận Như vậy, với sồấ liệu đấồu bài cho, ta tính được các thồng sồấ của tháp hấấp th ụ nh ư sau : Các thông sôấ tính toán Kềất quả Nồồng độ tồấi thiểu của MEG 96% Lượng dung dịch tuấồn hoàn 9937,5 kg/h Sồấ đĩa lý thuyêất của tháp 3,04 Đường kính tháp 0,6 m Chiêồu cao tháp 6,5 m 13 | P a g e 13 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Tài liệu tham khảo [1]. MA. Bẽrlin, VG. Gortrẽncop, HP. Volcop. Ng ười dịch – Hoàng Minh Nam, Nguyêỗn Vằn Phước, Nguyêỗn Đình Soa, Phan Minh Tấn. Hi ệu đính – Nguyêỗn Đình Soa. Cồng nghệ chêấ biêấn khí thiên nhiên và khí dấồu m ỏ, ĐHKT-TPHCM. [2]. Nguyêỗn Thị Minh Hiêồn (2004), Cồng nghệ chêấ biêấn khí tự nhiên và khí đồồng hành, NXB KHKT, Hà Nội. [3]. Sồấ liệu từ thấồy giáo, TS. Nguyêỗn Danh Nhi, ĐH M ỏ Đ ịa Chấất. [4]. John M. Campbẽll. (1992), Gas Conditioning and Procẽssing, Vol 1, Oklahoma. 14 | P a g e 14 Sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp thụ dùng MEG LHDK52 – Bùi Quang Hiếếu Mục lục Lời Mở Đấầu............................................................................................................................................1 Chương I - Tổng quan vềầ quá trình công ngh ệ sấấy khô khí ....................................................................2 I. II. [1] Cơ sở lý thuyềất........................................................................................................................2 Sơ đôằ nguyền tằấc công nghệ sấấy khô khí bằằng phương pháp hấấp th ụ dùng Glycol 7 Chương II - Tính toán các thông sôấ cơ bản của tháp làm khô khí bằầng ph ương pháp hấấp th ụ dùng MonoEtylenGlycol.................................................................................................................................8 I. Dữ liệu ban đấằu [3]................................................................................................................8 II. Yều cấằu tính.........................................................................................................................8 III. Các bước tính toán [1].......................................................................................................8 IV. Kềất luận.............................................................................................................................13 Tài liệu tham khảo...............................................................................................................................14 Mục lục................................................................................................................................................15 15 | P a g e 15