Kérdés:
Víz és nitrogén eltávolítása a reaktor szennyvízéből
22134484
2015-06-12 16:11:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Szeretném eltávolítani a vizet és a nitrogént a reaktorom szennyvizeiből annak érdekében, hogy csökkentsem az alárendelt berendezés méretét és az azt követő tőkeköltségeket.

Patak összetétele:

$ {H_2S} $ .. ............... 5,6%

$ {SO_2} $ ................. 3,3%

$ {S_2} $ ................. 9,2%

$ {COS} $ ......... ........ 0,9%

$ {CS_2} $ ................. 0,1%

$ { CO_2} $ ................. 1.3

$ {H_2} $ ................. 1,4%

$ {H_2O} $ ................. 34,5%

$ {N_2} $ ................. 43,7%

Ezen alkatrészek eltávolítása körülbelül 90% -kal kevesebb áramlási sebességet eredményez.

Korlátozások:

  • A kénnek KELL nek az olvadáspont felett kell maradnia, $ \ pm $ 130 $ ^ \ circ $ C 1 atm-nél.
  • ZERO kénvegyületeknek el kell hagyniuk a víz- vagy nitrogénáramokat. (vagyis ha ezek a vegyületek a víz- vagy nitrogénáramban vannak, akkor azokat egy későbbi szakaszban is el kell távolítani.)

Amit eddig tettem:

A Clausius-Clapeyron egyenletet használtam olyan nyomás megoldására, ahol a víz harmatpontja magasabb, mint a kén olvadáspontja. Megállapítottam, hogy 3,5 atm nyomáson és körülbelül 130 $ ^ \ circ $ C mellett folyékony víz képződik, de a kén folyékony marad, és a sűrűség elválasztása elvégezhető azzal a hozzáadott bónusszal, hogy a kén vízben oldhatatlan. Nem gondolhatom azonban a módját a nitrogén eltávolítására vagy olcsóbb, hatékonyabb módszer a víz eltávolítására.

Egy válasz:
idkfa
2015-06-13 15:51:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hírnevem hiánya miatt csak kommentálás helyett válaszolhatok, amelyet jobban szerettem volna. Így magyarázatom inkább néhány alapötletet és javaslatot fog lefedni, nem pedig egy bonyolult szétválasztási folyamatot. Szintén nem szabad, hogy még nem érettségiztem volna, és szívesen megtanulnám magam. Tehát a szavazatok helyett konstruktív észrevételeket szeretnék kapni arról, hogy mit tévedtem, vagy mit tudnék javítani. Elsősorban az a célom, hogy elinduljon egy vita, és kiderüljön, használhatunk-e néhány ötletet a segítségedre.

Mit kezdjünk?

Úgy látom, már van kétfázisú rendszere.

Gőzfázis

  • $ H_2S $
  • $ SO_2 $
  • $ COS $
  • $ CS_2 $
  • $ H_2 $
  • $ N_2 $

Folyékony fázis

  • $ S_2 $
  • $ H_2O $

A megadott hőmérsékleten és nyomáson. Felhívjuk figyelmét, hogy nem volt hozzáférésem az összes alkatrész összes VLE-adatához, ezt ellenőriznie kell a változó nyomás miatt.

1. elválasztási lépés

A két fázis elválasztásával kezdeném.

2. elválasztási lépés

A $ N_2 $ forráspontja a gőzfázis összes komponense közül a legalacsonyabb. Kivéve $ H_2 $. Lecsökkentheti a hőmérsékletet -60,2 ° C-ra, majd a $ H_2 $ és a $ N_2 $ gőz állapotban marad, az összes többi komponens cseppfolyósodik. Ez lehetővé tenné a könnyű fáziselválasztást. Sidenote: Nem vagyok vegyész, azonban a $ H_2 $ és a $ N_2 $ reagál az ammóniumra, amelynek forráspontja magasabb. Azonban korábban nem vette figyelembe az összetevők reakcióit, ezért feltételezem, hogy ez nem jelenthet problémát.

3. elválasztási lépés

Amint rámutatott S_2 $ és $ H_2O $ értéke jelentősen eltér a sűrűségtől. Tehát használhat egy keverő / ülepítő beállítást pl. hogy elválasszák őket. Ezután össze kell kapcsolnia a $ S_2 $ adatfolyamot a másik $ N_2 $ ingyenes adatfolyamdal.

Amit még nem igazán látok, az az, hogy hogyan szerzi be a kezdeti reaktor szennyvízét. Tudomásom szerint semmiképpen sem lehetne $ S_2 $ gáz állapotban, hacsak nem nagyon magas hőmérsékleten vagy vákuumban üzemel. Mindkét esetben ez elengedhetetlen információ lett volna itt.

Remélem, hogy ez a válasz segít egy kicsit.

A szennyvíz egy kénvisszanyerő üzem hőkemencéjéből származik. Körülbelül 1500 ° C-on működik. Ezután egy hulladék hőkazánnal körülbelül 650 ° C-ra hűtik, mielőtt néhány katalitikus reaktorba kerülne, hogy az SO2 és H2S S2-re és H2O-ra redukálódjon. Minden katalitikus reaktor után az áramot lehűtjük, hogy a kén kivonható legyen. A méret csökkentése érdekében el akarom távolítani a vizet és a nitrogént, mielőtt belépnének a katalitikus reaktorokba.
Az Ön által javasolt „1. szétválasztás” lépésben a víz még mindig gáz, ezért gondoltam arra, hogy nyomást gyakoroljak a rendszerre, hogy megbizonyosodjak arról, hogy csak ez a két komponens képez folyadékot. Egyidejűleg eltávolíthatók a szennyvízből és egyetlen "lépésben" elválaszthatók.
Arra utaltam, hogy "megállapítottam, hogy 3,5 atm nyomáson és körülbelül 130 ° C hőmérsékleten folyékony víz képződik" ezen a ponton.
Megnézem a 2. lépésedet, magam is gondoltam erre, de a szükséges energia, hogy valamit lehűtsek 130-tól 60-ig, elég sok. De ez a leggyakrabban használt módszer, ha nagy áramlási sebességgel dolgozik.
Nyilvánvaló, hogy rossz. H2 és N2 nem reagálnak ilyen alacsony hőmérsékleten. Az 1500C kemence fő oka az NH3 termikus szétválasztása. A fordított reakció nem / alig megy végbe. Ezt az állítás igazolására még nem futtattam a szimulációs programomban, de az irodalom azt sugallja, hogy nem.
Ami a hűtés költségeit illeti, ezt értékelnie kell. A tervezés során mindig a teljes folyamatot kell szem előtt tartania. Hasonlítsa össze a hűtési költségeket az alacsonyabb áramlási sebesség előnyeivel.


ⓘ
Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...