Neft-gazkimyo sanoati texnologiyasi

 

 

 

11-rasm. Suyuqlikni sochib beruvchi absorberlar: 

a-ichi bo’sh; b-sharsimon nasadkali.

 

3.1. Nasadkali absorberni hisoblash 

Berilgan shart qiymatlari: 

Gaz -CO

2

+(CO+H

2

) 

Normal sharoit uchun gaz bo’yicha ish unumdorlik.– G

0

 = 2 m

3

/cek. 

Gaz aralashmasi tarkibi: CO

2

 – 20% , (CO+H

2

) – 80%. 

Yutuvchi suyuqlik MEA. 

MEA temperaturasi t

s

 = 30 

0

C. 

Yutuvchi suyuqlikda CO

2

 gazini saqlashi– x

n

= 0. 

Koponentning ajratib olish darajasi– φ = 90%. 

Qurilmadagi bosim– R = 0,1 MPa. 

Yutuvchining qo’shimcha ish koeffitsienti– 1,8. 

Absorbtsiyalashdagi temperatura - t

a

 = 20 

0

C. 

Kiruvchi gaz temperaturasi – T = 150 

0

C. 

Absorber turi - nasadkali. 

Absorberning  geometrik  ulchamlari  asosan  zururiy  modda  o’tkazish  va  fazada 

tezligi orqali aniqlanadi. 

Modda almashinish yuzasi quyidagicha aniqlanadi: 

ур

у

У

K

М







F

, (1) 

Bu erda K

u

 – Gaz fazasiga modda o’tkazish koeffetsienti, kg/(m

2

s); 

M – Yutiluvchi modda massasi. 

1. Yutiluvchi modda massasi va yutuvchi sarfi 

CO

2

  gazining  vakt  davomida  absorbentdan  o’tish  miqdorini  quyidagicha 

aniklaymiz: 

)

(

)

(

М

о

б

о

б

Х

X

L

Y

Y

G













, (2) 

Bu erda  G,L – mos holda toza yutuvchi va gazning inert qismini sarfi, kg/s; 

 

 

 

 

к

н

Х

X ,

- CO

2

 gazining yutuvchidagi boshlang’ich va oxirgi kontsentratsiyalari, kg 

CO

2

/kg; 

к

н

Y

Y ,

-  CO

2

  gazdagi  komponetning  gaz  aralashmasidagi  boshlang’ich  va  oxirgi 

kontsentratsiyalari, kg CO

2

/kg gaz. 

Hisob: 

39

,

0

4

,

22

44

35

,

0

Y

         

0

Х

2

б

б













м

СО

н

V

М

y

kmol CO

2

/kmol gaz 

039

,

0

)

9

,

0

1

(

39

,

0

)

1

(

Y

о

Y

        

б

















kmol CO

2

/kmol gaz 

CO

2 

gazning 

о

Х

yutuvchidagi oxirgi kontsentratsiyasini 

)

(

Y

н

Х

f



 aniqlaymiz. 

х

P

K





*

y

, (3) 

Bu erda  K = 20,4 mm.rt.uts. = 2719,32 Pa. 

Qiymatlarni qo’yib quyidagini aniqlaymiz: 

х

х









27

,

0

1

,

0

027

,

0

y

*

 

Absorbsiyaning ish va muvozanat chiziqlarini quramiz (12- rasm). 

 

12-rasm. 1 – muvozanat chizig’i, 2 – ish chizig’i  

0145

,

0

Х

*

у

н



kmol CO

2

/kmol topamiz. 

CO

2

  gazining  yutuvchi

к

Х

dagi  oxirgi  kontsentratsiyasi  va  suyuqlikni 

regeniratsiyalash uchun yo’qotilgan energiyaning bir qismini aniqlaymiz (absorberning 

o’lchamini o’zgarishiga ta’sir qiladi). 

Buda quyidagini topamiz: 

097

,

0

5

,

1

145

,

0

5

,

1

5

,

0

Х

*

о











б

у

Х

Х

б

kmol CO

2

/kmol. 

Inert qismining sarfi: 

)

Y

-

(

)

Y

-

(1

V

G

б

0у

об

0









, (4) 

Bu erda 

0у



= 1,29 kg/m

3

 ; 

об

Y

 = 0,2 m

3

 SO

2

/m

3

gaz –gazdagi CO

2

 komponentning hajmiy miqdori. 

Qo’yamiz va aniqlaymiz: 

с

кг /

44

,

1

)

0,39

-

29

,

1

(

0,2)

-

(1

2

G









 

Yutilayotgan komponent bo’yicha absorber ish unumdorligi: 

)

Y

-

Y

(

G

М

к

н





, (5) 

Qo’yamiz va aniqlaymiz: 

с

кг /

7

,

0

)

0,039

-

(0,39

1,44

М







 

Yutuvchi sarfi: 

)

X

-

X

(

M

L

б

о



, (6) 

Qo’yamiz va aniqlaymiz: 

с

кг /

2

,

7

097

,

0

0,7

L





 

Fazalar aro sarfning bog’lanishi yoki yutuvchining solishtirma sarfi: 

c

кг /

6

,

3

44

,

1

2

,

7

G

L

l







 

2  Modda berishda harakatlantiruvchi kuch 

м

б

м

б

ср

Y

Y

ln

)

Y

-

Y

(

Y

        













, (7) 

Bu  erda 

,

Y

 ,

Y

м

б





  -  Absorberga  kirish  hamda  chiqishdagi  katta  va  kichik 

harakatlantiruvchi kuch, kmol CO

2

/kmol gaz (rasm-13) 

Absorberda  gazva  yutuvchi  oqimlarida  kontsentratsiyalarning  taqsimlanish 

sxemasi: 

 

 

Rasm-13 

Unda 

*

Х

Н

б

К

Y

Y

Y

        







*

Х

к

м

н

Y

Y

Y

        







, 

Bu erda 

*

Х

К

Y

,

*

Х

н

Y

- gaz aralashmasidagi CO

2

 kontsentratsiyasi,. 

Bundan quyidagini olamiz: 

0,14

0,25

0,39

Y

        

б









kmol CO

2

/kmol gaz, 

0,039

Y

        

м





kmol SO

2

/kmol gaz, 

079

,

0

0,039

0,14

ln

0,039)

-

(0,14

Y

        

ср







kmol CO

2

/kmol gaz 

3. Modda o’tkazish koeffitsenti 

K

u

–modda  o’tkazish  koeffitsientini  aniqlaymiz.  Fazalar  qarshiliklari  diffuziyasi 

additivligi orqali aniqlanadi: 

х

m









у

у

1

1

К

        

, (8) 

Bu  erda    β

u

,  β

x

  –  mos  holda  gaf  fazasi  hamda  suyuq  fazalarning  modda  berish 

koeffitsientlari, kg/m

2

s; 

m – taqsimlanish koeffetsienti, kg/kg gaz. 

Avvalam bor modda berish koeffitsientlarni aniqlash uchun absorberdagi oqimlar 

tezligi hamda nasadkaning turini aniqlaymiz. 

Ushbu loyiha uchun nasadkani quyidagicha qabul qilamiz: 

– keramik, Rashig halqali nasadka (rasm-14) (100x100x10). 

 

Rasm-14 

Qabul qilingan nasadka xarakteritsikasi: 

- a = 60 m

2

/m

3

 – nasadkaning solishtirma yuzasi; 

- ε = 0,72 – m

3

/m

3

 – bo’sh hajmi; 

- d

e

 = 0,048m – ekvivalent diametri; 

- ρ = 670 kg/m

3

 – sochiluvchi zichligi; 

- soni – 1050 ta. 

4. Gazning tezligi va absorber diametri 

Abserberdagi gazning ruxsat etilgan tezligi: 

8

/

1

4

/

1

16

,

0

3

2

пр

lg

        









































































х

у

у

х

х

у

G

L

В

А

g

а

















, (9) 

Bu erda ω

pr

 – gazning ruxsat etilgan (fiktiv-soxta) tezligi. m/s; 

μ

x

  =  2,0

.

10

-3

Pa

.

s  –  Absorberdagi  temperaturaga  mos  holda  yutuvchining 

qovushqoqligi; 

μ

u

 = 1

.

10

-3

Pa

.

s – absorberdagi 20 

0

S dagi MEAning qovushqoqligi; 

ρ

x

 = 1015 kg/m

3

 – yutuvchi zichligi; 

A,V – nasadkalarning turiga qarab ularning koeffitsientlari,  

A=0,073, V = 1,75. 

Absorberdagi shartga binoan gazning zichligini aniqlaymiz: 

0

0

0

у

        

Р

Р

Т

Т

у











, (10) 

Aniqlaymiz: 

3

5

6

у

/

19

,

1

10

013

,

1

10

1

,

0

293

273

29

,

1

        

м

кг















 

ω

cheg

 tezlikni aniqlaymiz (chegaraviy): 

8

/

1

4

/

1

16

,

0

3

3

3

2

пр

1015

19

,

1

44

,

1

2

,

7

75

,

1

073

,

0

10

10

0

,

2

1015

19

,

1

72

,

0

81

,

9

60

lg

        















































































Yuq

oridagi tenglikni echib, ω

cheg

 = 1,9 m/s ni aniqlaymiz. 

Ishchi tezlikni quyidagicha qabul qilamiz ω = ω

cheg

.

0,5 = 1,9

.

0,5 = 0,95 m/s. 

Sarf tenglamasi orqali absorberning diametrini aniqlaymiz: 

























P

P

T

T

V

V

d

0

0

0

4

4

        

 (11) 

Aniqlaymiz: 

м

d

01

,

2

95

,

0

14

,

3

10

1

10

013

,

1

273

293

78

,

2

4

        

5

5

















 

Absorberning diametrini quyidagicha qabul qilamiz d = 2,0m. 

5. Nasadkaning aktiv va aktiv bo’lmagan ish yuzalarining zichligi: 

Nasadkaning aktiv bo’lmagan yuzasi zichligi quyidagichsa aniqlanadi: 

S

L

х







        U

, (12) 

Bu erda S – Absorberning ko’ndalang yuzasidagi nasadka zichligi, m

2

. 

2

2

2

14

,

3

4

0

,

2

14

,

3

4

S

        

м

d













 

Quyidagicha aniqlaymiz: 

с

м

м













2

3

4

/

10

6

,

22

14

,

3

1015

2

,

7

        U

 

Nasadkaning aktiya bo’lmagan qismining minimal ishchi zichligi 

эф

q

a





min

        U

, (13) 

Bu erda q

ef

 = 0,022

.

10

-3

 m

2

/s 

Keltirib quyidagini aniqlaymiz: 

с

м

м

















2

3

4

3

min

/

10

2

,

13

10

022

,

0

60

        U

 

Nasadkaning aktiv yuzasi: 





U

q

p

a

U











3600

3600

        

а



, (14) 

Bu erda p va q – nasadkalarning tipiga bog’liq koeffitsent. 

Son qiymatlarini qo’yib quyidagini olamiz: 





021

,

0

10

6

,

22

8

,

0

3600

0005

,

0

60

10

6

,

22

3600

        

4

4

а

























 

 

6. Modda berish koeffitsienti. 

Gaz fazasidagi modda berish koeffitsienti quyidagicha β

u

 topamiz: 

47

,

0

33

,

0

/

74

,

0

у

Pr

Re

167

,

0

        





































э

y

y

э

y

d

l

d

D



, (3.15) 

Bu erda: D

u

 –CO

2

 ning gazdagi o’rtacha diffuziya koeffitsienti, m

2

/s; 

Re

u

 – Nasadkadagi gaz fazasining Reynolds kriteriysi; 

Rr

/

u

 – Gaz fazasidagi Prandtelning diffuziya kriteriysi; 

μ

y

 = 0,015

.

10

-3

Pa

.

s – gaz qovushqoqligi: 

l = 0,1m – Nasadka balandligi. 

Zaruriy kattaliklarni aniqlaymiz. 

Gazdagi SO

2 

diffuziya koeffitsientini quyidagicha aniqlaymiz: 





в

СО

г

СО

М

М

Р

Т

1

1

10

3

,

4

D

        

2

2

2

3

/

1

3

/

1

2

/

3

8

y





















, (16) 

Son qiymatlarini mos holda keltirib quyidagini olamiz: 





с

м /

10

28

,

1

29

1

44

1

0

,

29

0

,

34

1

,

0

293

10

3

,

4

D

        

2

5

2

3

/

1

3

/

1

2

/

3

8

y























 

Nasadkadagi gaz fazasining Reynolds kriteriysi: 

5024

10

015

,

0

72

,

0

19

,

1

048

,

0

95

,

0

Re

        

3

y























y

y

э

d









 

Nasadkadagi gaz fazasining Prandtel kriteriysi: 

98

,

0

10

28

,

1

19

,

1

10

015

,

0

Pr

        

5

3

/

y



















y

y

y

D





 

Modda berish koeffitsienti: 

с

м

кг













































2

47

,

0

33

,

0

74

,

0

5

у

/

017

,

0

048

,

0

1

,

0

98

,

0

5024

048

,

0

10

28

,

1

167

,

0

        



 

β

u

 – aniqlaymiz: 

β

u

 = 0,017

.

 (ρ

u

 – u

sr

) = 0,017

.

(1,19-0,019) = 0,02 kg/m

2.

s 

Suyuq fazaga modda berish koeffitsienti β

x

 quyidagicha aniqlanadi: 

5

,

0

/

75

,

0

х

Pr

Re

0021

,

0

        

х

х

пр

х

D





























, (17) 

Bu erda: D

x

 – Yutuvchida SO

2

 ning diffuziya koeffitsenti, m

2

/s; 

δ

pr

 – Suyuqlikdagi plyonkasimon oqayotgan suyuqlik keltirilgan qalinligi, m; 

Re

x

  –  Plyonkasimon  oqayotgan  suyuqlik  uchun  Reynolds  kriteriyasining 

o’zgartirilgan ya’ni modifikatsiya qilingan ko’rinishi; 

Rr

/

x

 – Suyuqlikdagi Prandtlya diffuziya kriteriyasi. 

Diffuziya koeffitsientini topamiz: 





6

,

0

5

,

0

12

х

2

10

4

,

7

D

        

СО

х

Т

М





















, (18) 

Bu erda: M – Yutuvchining mol massasi, kg/kmol; 

β – molekulalarni hisobga oluvchi parametr; 

T – yutuvchi temperaturasi. 

Son qiymatlarini qo’yib quyidagini aniqlaymiz: 





с

м /

10

003

,

1

0

,

34

10

0

,

2

288

61

1

10

4

,

7

D

        

2

6

6

,

0

3

5

,

0

12

х

























 

Plyonkasimon oqayotgan qatlam keltirilgan qalinligi: 





м

g

х

х

4

3

/

1

2

2

3

3

/

1

2

2

пр

10

83

,

5

81

,

9

1015

10

0

,

2

        





















































 

Reynolds kriteriysining modifikatsiyalangan ko’rinishi echimi: 

5

,

76

10

0

,

2

60

1015

10

6

,

22

4

4

Re

        

3

4

х



























х

х

а

U





 

Prandtlning diffuzion kriteriysi: 

97

,

1

10

003

,

1

1015

10

0

,

2

Pr

        

6

3

/

х



















х

х

х

D





 

Son qiymatlarini keltirib quyidagini olamiz: 

с

м

кг





































2

4

5

,

0

75

,

0

4

6

х

/

10

6

,

7

97

,

1

5

,

76

10

83

,

5

10

003

,

1

0021

,

0

        



 

Hisobni bajarish uchun olingan β

x 

quyidagicha: 

β

x

 = 7,6

.

 10

-6

(ρ

x

 – s

xo’r

) = 7,6

.

 10

-6

(1015-20,1) = 0,756 kg/m

2.

s 

(8) formulaga qo’yib gaz fazasining modda berish koeffitsentini aniqlaymiz: 

0162

,

0

756

,

0

2

017

,

0

1

1

К

        

у





