CO2 회수는 CCUS의 중요한 부분이며, 그 중 저온 분리 기술은 고농도 CO2 회수 상황에서 널리 사용됩니다. NEWTEK은 CO2 극저온 액화 장치의 프로세스 흐름을 설계하고, HYSYS 소프트웨어를 사용하여 장치 모델을 구축하고, 장치의 최적 설계 매개변수를 결정하고, 최적 설계 매개변수를 기반으로 장비를 선택 및 계산했습니다.
중국이 매년 배출하는 CO2 총량은 약 100억 톤으로 전 세계 총 배출량의 약 1/4을 차지하며, 이는 중국의 '탄소 중립'과 '탄소 피크' 목표 실현에 큰 압력을 가하고 있습니다. 탄소 포집, 활용 및 저장 기술(CCUS)은 "이중 탄소" 목표를 달성하기 위한 중요한 기술적 수단 중 하나입니다.
CO 2 정화 및 액화 플랜트 공정 원리
CO2의 상변화 특성은 이산화탄소 가스의 액화에 대한 이론적 기초입니다. 이산화탄소의 삼중점 온도는 -56.6도이고 압력은 0.52MPa입니다. 임계온도는 31.2도, 임계압력은 7.38MPa이다. 순수한 CO2는 상변화 과정에서 5가지 상태, 즉 고체상, 액체상, 기체상, 조밀상, 초임계상, 삼중점, 임계점을 나타내는 것을 볼 수 있습니다. CO2는 이 두 지점 사이의 어떤 온도에서든 가압 냉각을 통해 액화될 수 있으며, 이는 산업용 이산화탄소 액화의 이론적 기초입니다.
CO 2 정화 및 액화 플랜트 공정 흐름 설계
상류의 원료 가스는 먼저 하단 리보일러로 들어가 열을 제공한 다음 예냉기로 들어가 상단 응축기에서 반환된 비응축 가스와 열을 교환한 다음 추가 응축 및 액화를 위해 액화기로 들어갑니다. 원료 가스가 액화기를 통과한 후, 가스의 약 80%가 액체로 응축되고, 혼합된 유체는 플래시 탱크로 들어가 플래시 분리됩니다. 분리된 액체는 정제탑으로 유입되어 정화되며, CO2 농도가 99% 이상인 액체 제품이 얻어집니다. 과냉각되고 냉각기에 의해 조절된 후 주입 시스템으로 이송됩니다. Tower 상단에서 얻은 비응축 가스는 Top Condenser(내장형)로 들어가고, 냉각 후 Top Separator(Tower 상단 공간 이용)로 들어가 기액 분리됩니다. 분리된 액체는 환류를 위해 탑 상단으로 돌아가고, 가스 조절 후 플래시 탱크의 조절된 가스와 혼합되어 상단 응축기에 냉각 용량을 제공합니다. 비응축 가스가 냉각 용량을 회복한 후 다시 원시 가스 예냉을 위한 냉각 용량을 제공하기 위해 예냉기로 들어갑니다. 2차 냉각 용량 회복 후 비응축성 가스는 배출을 위해 배출 시스템으로 들어갑니다.
전체 장치에서 액화기와 과냉각기에 필요한 냉각 용량은 암모니아 냉동 시스템에 의해 제공되고, 상단 응축기에 필요한 냉각 용량은 스로틀링 후 비응축성 가스에 의해 제공되며, 하단 리보일러에 필요한 열은 다음과 같습니다. 원시 가스 자체에 의해 전달되는 증발 잠열에 의해 제공됩니다. 프로세스 흐름은 Aspen HYSYS 소프트웨어를 사용하여 모델링되었습니다. 시뮬레이션 과정에서 사용되는 단위 모듈과 그 기능을 간략하게 소개합니다.
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