La récupération du CO2 est une partie importante du CCUS, parmi laquelle la technologie de séparation à basse température est largement utilisée dans les cas de récupération de CO2 à haute concentration. NEWTEK a conçu le flux de processus de l'unité de liquéfaction cryogénique du CO2, construit le modèle de l'unité à l'aide du logiciel HYSYS, déterminé les paramètres de conception optimaux de l'unité, puis sélectionné et calculé l'équipement en fonction des paramètres de conception optimaux.
La quantité totale de CO2 émise par la Chine chaque année est d'environ 10 milliards de tonnes, soit environ un quart des émissions totales mondiales, ce qui a exercé une forte pression sur la réalisation des objectifs de « neutralité carbone » et de « pic carbone » de la Chine. La technologie de captage, d'utilisation et de stockage du carbone (CCUS) est l'un des moyens techniques importants pour atteindre l'objectif du « double carbone ».
Principe du procédé des usines de purification et de liquéfaction du CO 2
Les caractéristiques de changement de phase du CO2 constituent la base théorique de la liquéfaction du dioxyde de carbone gazeux. La température du point triple du dioxyde de carbone est de -56,6 degrés et la pression est de 0,52 MPa ; la température critique est de 31,2 degrés et la pression critique est de 7,38 MPa. On constate que le CO2 pur présentera 5 états lors du processus de changement de phase, à savoir la phase solide, la phase liquide, la phase gazeuse, la phase dense et la phase supercritique, ainsi que le point triple et le point critique. Le CO2 peut être liquéfié par refroidissement sous pression à n’importe quelle température entre ces deux points, ce qui constitue la base théorique de la liquéfaction industrielle du dioxyde de carbone.
Conception du flux de processus des usines de purification et de liquéfaction du CO 2
Le gaz brut provenant de l'amont entre d'abord dans le rebouilleur inférieur pour lui fournir de la chaleur, puis entre dans le pré-refroidisseur, échange de la chaleur avec le gaz non condensable renvoyé par le condenseur supérieur, puis entre dans le liquéfacteur pour une condensation et une liquéfaction ultérieures. Une fois que le gaz brut traverse le liquéfacteur, environ 80 % du gaz est condensé en liquide, puis le fluide mélangé entre dans le réservoir flash pour la séparation flash. Le liquide séparé entre dans la tour de purification pour être purifié et un produit liquide avec une concentration en CO2 supérieure à 99 % est obtenu. Après avoir été surfondu et étranglé par le refroidisseur, il est transporté vers le système d'injection. Le gaz non condensable obtenu au sommet de la tour entre dans le condenseur supérieur (type intégré) et, après refroidissement, entre dans le séparateur supérieur (en utilisant l'espace supérieur de la tour) pour la séparation gaz-liquide. Le liquide séparé retourne au sommet de la tour pour le reflux et, après l'étranglement du gaz, il est mélangé au gaz étranglé du réservoir de flash pour fournir une capacité de refroidissement au condenseur supérieur. Une fois que le gaz non condensable a récupéré sa capacité de refroidissement, il entre dans le pré-refroidisseur pour fournir à nouveau une capacité de refroidissement pour le pré-refroidissement du gaz brut. Le gaz non condensable après la deuxième récupération de capacité de refroidissement entre dans le système de ventilation pour être ventilé.
Dans l'ensemble du dispositif, la capacité de refroidissement requise par le liquéfacteur et le sous-refroidisseur est fournie par le système de réfrigération à l'ammoniac, la capacité de refroidissement requise par le condenseur supérieur est fournie par le gaz non condensable après étranglement et la chaleur requise par le rebouilleur inférieur est apportée par la chaleur latente de vaporisation véhiculée par le gaz brut lui-même. Le flux de processus est modélisé à l’aide du logiciel Aspen HYSYS. Les modules unitaires utilisés dans le processus de simulation et leurs fonctions sont brièvement présentés.
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