3.2 Материальный расчет регенерации поглотительного раствора

Регенераторный газ представляет собой смесь кислых газов (H₂S, HCN, CO₂), а также NH₃, N₂ и O₂ , выделяющихся из насыщенного поглотительного раствора в регенераторе. Количество каждого из этих компонентов определяется из уравнения его баланса в абсорбционно – десорбционной установке:

G^рег_i = G^абс_i - G^отр_i

Количество газов, поглощенных в абсорбере, равно, кг/ч:

G^абс_H2S = V_г * а_H2S * _H2S = 65000 * 18*10^-3 * 0,85 = 995

G^абс_HCN = V_г * а_HCN * _HCN = 65000 * 1,1*10^-3 * 0,8 = 57,2

CO₂ 44 2,2 44

G^абс_CO2 = V_г * ––––* ––––– * _CO2 = 65000 * –––– * –––– * 0,07 = 196,6

100 22,4 100 22,4

По практическим данным количество кислорода, поступающего в раствор из коксового газа, составляет 0,8 – 1,2%, а через неплотности аппаратуры, работающей под разрежением, 0,4 – 0,8% от количества абсорбированного сероводорода.

Принимаем

1,0 + 0,5 0,767

G^абс_O2 = G^абс_H2S * ––––––––– = 27,5 кг/ч; G^абс_N2 = G^абс_H2S *0,005 * –––––– =

100 0,233

= 30,2 кг/ч

Общее количество абсорбированных газов G^абс_г = 1306,5 кг/ч.

Количество кислых газов, теряемых с отработанным раствором в виде соответствующих солей, равно, кг/ч:

34 34 68

G_H2S^отр = G^отр_NaHS * –––– + G^отр_NaCNS * –––– + G^отр_Na2S2O3 * ––––– + G^отр_Na2SO4 *

56 81 158

34 34 34 68 34

* ––––– = 1,3* –––– + 86,46 * –––– + 8,65 * –––– + 3,47 * –––– = 41,6

142 56 81 158 142

27 27 27

G^отр_HCN = G^отр_NaCN * ––––– + G^отр_NaCNS * –––– + G^отр_NaCOOH * –––– + G^отр_Na4Fe(CN)6*

49 81 68

27*6 27 27 27 27*6

* ––––– = 0,86 * ––– + 86,46* –––– + 25,93 * ––––– + 9,51 * –––– = 44,7

304 49 81 68 304

0,5*32 2*32 2*32

G^отр_O2 = G^отр_NaCNS * ––––––– + G^отр_Na2S2O3 * ––––– + G^отр_Na2SO4 * ––––– =

81 158 142

16 64 64

= 86,46 * ––––– + 8,65 * ––––– + 3,47 * –––––– = 22,14

81 158 142

Количество аммиака, выделяющегося по реакции (7):

17 17

G⁽⁷⁾_NH3 = G^отр_NaCOOH * ––––– = 25,93 * ––––– = 6,5 кг/ч

68. 68

Количество СО₂, выделяющееся по реакции (6):

44 44

G⁽⁶⁾_CO2 = G^отр_Na2SO4 * –––––– = 3,47 * ––––– = 1,08 кг/ч

142. 142

Количество СО₂, выделяющееся по реакции (2а):

44 44

G^(2а)_CO2 = G^(2а)_NaНСO3 * –––––– = 129,23 * ––––– = 33,85 кг/ч

2 * 84 168

Тогда количество газов на выходе из регенератора составит, кг/ч:

G^рег_H2S = 1836 – 41,6 = 1794,4

G^рег_HCN = 105,6 – 44,7 = 60,9

G^рег_CO2 = 363,02 + 1,08 + 33,85 = 397,95

G^рег_О2 = 27,5 – 22,14 = 5,36

G^рег_N2 = G^абс_N2 = 30,2

G^рег_NH3 = G⁽⁷⁾_NH3 = 6,5

Общая масса сухих регенераторных газов равна:

G^рег_с.г. = 1794,4 + 60,9 + 397,95 + 5,36 + 30,2 + 6,5 = 2295,31 кг/ч

Результаты расчетов представлены в табл. 10.

Таблица 10 – Состав сухого регенераторного газа

Компоненты	Количество		Концентрация компонентов, % объемные
	кг/ч	нм3/ч
H2S	1794,4	1182,2	80,31
HCN	60,9	50,5	3,43
CO2	397,95	202,6	13,76
N2	30,2	24,2	1,64
O2	5,36	3,8	0,26
NH3	6,5	8,7	0,60
Всего	2295,31	1472,0	100,00

Результаты материальных расчетов процесса регенерации поглотительного раствора приведены в таблице 11.

Таблица 11 – Материальный баланс регенератора

Приходная часть		Расходная часть
Компоненты	кг/ч	Компоненты	кг/ч
1	2	3	4
1.Поглотительный раствор, в т.ч.:	496080	1.Поглотительный раствор, в т. ч.:	496148,73
Na2CO3	17808	Na2CO3	17704,22
NaHCO3	7632	NaHCO3	7647,57
NaHS	636	NaHS	637,30
NaCN	424	NaCN	424,86
NaCNS	42400	NaCNS	42486,46
NaCOOH	12720	NaCOOH	12745,93
Na2S2O3	4240	Na2S2O3	4248,65
Na2SO4	1696	Na2SO4	1699,47

Продолжение таблицы 11

1	2	3	4
Na4Fe(CN)6	4664	Na4Fe(CN)6	4673,51
Всего солей	92220	Всего солей	92267,97
Вода	403860	Вода	403880,76
2. Поглощенные газы, в т.ч.:	2362,32	2. Регенераторные газы, в т.ч.:	2295,31
H2S	1836	H2S	1794,4
HCN	105,6	HCN	60,9
CO2	363,02	CO2	397,95
N2	30,2	N2	30,2
O2	27,5	O2	5,36
3. Растворенное железо	1,75	NH3	6,5
Итого	498444,07	Итого	498444,04