فرآیندهای انتقال جرم در یک کارخانه فرآوری CO2 چیست؟

سلام! من تامین کننده یک کارخانه فرآوری CO2 هستم و امروز می خواهم در مورد فرآیندهای انتقال انبوه که در این مکان ها انجام می شود صحبت کنم. این چیزهای بسیار مهمی است و درک آن می تواند به شما کمک کند از نیازهای پردازش CO2 خود نهایت استفاده را ببرید.

ابتدا اجازه دهید در مورد چیستی انتقال جرم صحبت کنیم. به عبارت ساده، حرکت یک جزء از یک فاز به فاز دیگر است. در یک کارخانه فرآوری CO2، ما عمدتاً با انتقال جرم گاز - مایع و گاهی اوقات جامد - گاز سر و کار داریم. این فرآیندها برای مواردی مانند جذب، تصفیه و ذخیره CO2 بسیار مهم هستند.

جذب

یکی از فرآیندهای کلیدی انتقال جرم در کارخانه فرآوری CO2، جذب است. اینجاست که ما از حلال مایع برای جذب CO2 از جریان گاز استفاده می کنیم. آن را مانند اسفنجی در نظر بگیرید که آب را خیس می کند، اما در عوض، حلال CO2 را جذب می کند.

روش کار به این صورت است که جریان گاز حاوی CO2 با حلال مایع در تماس است. مولکول های CO2 میل ترکیبی بیشتری برای حلال نسبت به فاز گاز دارند، بنابراین از گاز به مایع منتقل می شوند. این به دلیل اختلاف فشار جزئی CO2 در گاز و غلظت آن در مایع است.

انواع مختلفی از حلال ها وجود دارد که می توانیم استفاده کنیم. برخی از موارد رایج آمین هستند، مانند مونو اتانول آمین (MEA). آمین ها عالی هستند زیرا با CO2 واکنش شیمیایی می دهند و یک ترکیب پایدار را تشکیل می دهند. این واکنش شیمیایی میزان CO2 قابل جذب را افزایش می دهد. با این حال، این بدان معناست که ما باید از انرژی برای بازسازی حلال استفاده کنیم.

در ماکارخانه گاز Co2، ما فرآیند جذب را بهینه سازی کرده ایم تا آن را تا حد امکان کارآمد کنیم. ما از تجهیزات پیشرفته برای اطمینان از تماس خوب بین گاز و مایع استفاده می کنیم که انتقال جرم را سرعت می بخشد.

برهنه کردن

هنگامی که حلال CO2 را جذب کرد، باید CO2 را از حلال خارج کنیم تا بتوانیم دوباره از حلال استفاده کنیم و CO2 خالص را جمع آوری کنیم. اینجاست که سلب کردن وارد می شود.

استریپینگ اساساً مخالف جذب است. ما حلال - غنی از CO2 - را گرم می کنیم تا پیوندهای شیمیایی بین CO2 و حلال را بشکنیم. با افزایش دما، حلالیت CO2 در حلال کاهش می یابد و CO2 شروع به خارج شدن از فاز مایع و وارد فاز گاز می کند.

ما معمولا از بخار برای گرم کردن حلال استفاده می کنیم. بخار انرژی مورد نیاز برای فرآیند دفع را تامین می کند. سپس گاز غنی از CO2 که آزاد می شود را می توان بیشتر خالص کرد و برای کاربردهای مختلف استفاده کرد.

در ماکارخانه جذب CO2 تجاری، ما فرآیند جداسازی را طوری طراحی کرده ایم که از نظر انرژی کارآمد باشد. ما گرمای حاصل از فرآیند جداسازی را بازیافت می کنیم تا مصرف انرژی کلی گیاه را کاهش دهیم.

جذب

یکی دیگر از فرآیندهای انتقال جرم که استفاده می کنیم، جذب سطحی است. این با جذب متفاوت است زیرا در جذب، مولکول های CO2 به جای حل شدن در مایع به سطح یک ماده جامد می چسبند.

ما از جاذب های خاصی مانند کربن فعال یا زئولیت استفاده می کنیم. این مواد دارای سطح وسیعی با منافذ زیاد هستند. مولکول های CO2 به سطح جاذب جذب می شوند و در منافذ به دام می افتند.

جذب یک فرآیند فیزیکی است، به این معنی که شامل یک واکنش شیمیایی مانند جذب نیست. این امر بازسازی جاذب را آسان تر می کند. ما می توانیم به سادگی فشار را کاهش دهیم یا دما را افزایش دهیم تا CO2 از جاذب آزاد شود.

ماکارخانه جذب دی اکسید کربندر برخی از مراحل تصفیه خود از جذب استفاده می کند. این یک راه عالی برای حذف مقادیر کمی از ناخالصی ها از جریان CO2 است.

جداسازی غشایی

جداسازی غشایی یک فرآیند انتقال جرم نسبتاً جدید در پردازش CO2 است. از یک غشای نیمه تراوا برای جداسازی CO2 از سایر گازها استفاده می کند.

غشاء اجازه می دهد تا مولکول های خاصی مانند CO2 راحت تر از سایر مولکول ها عبور کنند. نیروی محرکه این انتقال جرم، اختلاف فشار جزئی CO2 در دو طرف غشا است.

جداسازی غشایی مزایایی دارد. این یک فرآیند پیوسته است و در مقایسه با برخی روش های دیگر به انرژی زیادی نیاز ندارد. با این حال، غشاها ممکن است گران باشند و برای اطمینان از عملکرد خوب، باید به دقت انتخاب و نگهداری شوند.

در کارخانه های خود، ما به طور مداوم در حال تحقیق و توسعه مواد غشایی جدید برای بهبود کارایی این فرآیند هستیم.

عوامل موثر بر انتقال انبوه

عوامل متعددی وجود دارد که می تواند بر فرآیندهای انتقال جرم در یک کارخانه فرآوری CO2 تأثیر بگذارد. دما یک درجه بزرگ است. دماهای بالاتر به طور کلی سرعت انتقال جرم را افزایش می دهند زیرا انرژی جنبشی مولکول ها را افزایش می دهند. با این حال، در برخی موارد، مانند جذب با آمین ها، دمای بالا نیز می تواند حلالیت CO2 در حلال را کاهش دهد.

فشار نیز نقش دارد. فشارهای بالاتر می تواند مقدار CO2 قابل جذب یا جذب را افزایش دهد. اما ما باید این را با هزینه کار در فشارهای بالا متعادل کنیم.

نرخ جریان فازهای گاز و مایع نیز مهم است. اگر نرخ جریان بیش از حد بالا باشد، زمان تماس بین فازها ممکن است برای انتقال جرم موثر بسیار کوتاه باشد. از سوی دیگر، اگر دبی ها خیلی کم باشد، بهره وری کارخانه کاهش می یابد.

خواص حلال ها، جاذب ها و غشاها نیز تاثیر قابل توجهی دارند. به عنوان مثال، ویسکوزیته یک حلال می‌تواند بر میزان سهولت انتشار CO2 در آن تأثیر بگذارد.

چرا کارخانه های فرآوری CO2 ما عالی هستند؟

ما زمان و تلاش زیادی را صرف بهینه سازی این فرآیندهای انتقال جرم در کارخانه هایمان کرده ایم. ما از آخرین تکنولوژی و بهترین تجهیزات در کلاس برای اطمینان از کارایی و قابلیت اطمینان بالا استفاده می کنیم.

کارخانه‌های ما به گونه‌ای طراحی شده‌اند که انعطاف‌پذیر باشند، بنابراین می‌توانند ترکیبات مختلف گاز خوراک و نرخ جریان را مدیریت کنند. چه با یک عملیات در مقیاس کوچک و چه با یک کارخانه صنعتی بزرگ سر و کار داشته باشید، ما می توانیم راه حلی ارائه دهیم که نیازهای شما را برآورده کند.

ما همچنین بر روی پایداری تمرکز می کنیم. ما دائماً به دنبال راه هایی برای کاهش مصرف انرژی گیاهان خود و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی هستیم.

بیایید صحبت کنیم!

اگر در بازار کارخانه فرآوری CO2 هستید، دوست دارم با شما گپ بزنم. چه در مورد فرآیندهای انتقال انبوه سؤالی دارید، چه به یک کارخانه با طراحی سفارشی نیاز دارید یا فقط می خواهید در مورد محصولات ما بیشتر بدانید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما می توانیم در مورد نیازهای خاص شما صحبت کنیم و بهترین راه حل را برای شما ارائه دهیم.

مراجع

• پری، RH و گرین، DW (1997). کتابچه راهنمای مهندسین شیمی پری. مک گراو - هیل.
• سیدر، جی دی، و هنلی، ای جی (2006). اصول فرآیند جداسازی وایلی.