Σχεδιασμός στήλης απορρόφησης διοξειδίου του άνθρακα από υδατικό διάλυμα μονοαιθανολαμίνης

Αναστασόπουλος, Ιωάννης; Anastasopoulos, Ioannis

dc.contributor.author	Αναστασόπουλος, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Anastasopoulos, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2019-04-12T08:00:08Z
dc.date.available	2019-04-12T08:00:08Z
dc.date.issued	2019-04-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48622
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15830
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Απορρόφηση	el
dc.subject	Διοξείδιο του άνθρακα	el
dc.subject	Μονοαιθανολαμίνη	el
dc.subject	Τεχνολογίες απομάκρυνσης	el
dc.subject	Καθαρισμός αερίων	el
dc.subject	Absorption	en
dc.subject	Monoethanolamine	en
dc.subject	Carbon dioxide	en
dc.subject	Capture and storage	en
dc.subject	Gas removal processes	en
dc.title	Σχεδιασμός στήλης απορρόφησης διοξειδίου του άνθρακα από υδατικό διάλυμα μονοαιθανολαμίνης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική τεχνολογία και μηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/26ef8a85171bd6096109bf5b78a055756bca69b8
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-02
heal.abstract	Το Διοξείδιο του Άνθρακα αποτελεί αέριο του φαινόμενου του θερμοκηπίου οδηγώντας στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Το αέριο αυτό αποτελεί κύριο προϊόν στις δραστηριότητες παραγωγής ενέργειας, αυξάνοντας την συγκέντρωσή του στην ατμόσφαιρα. H μείωση της συγκέντρωσης του Διοξειδίου του Άνθρακα αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την προστασία του περιβάλλοντος. Για τον λόγο αυτό, έχουν αναπτυχθεί τέσσερα βασικά συστήματα απομάκρυνσής του, ανάλογα με το στάδιο στο οποίο λαμβάνει χώρα η απομάκρυνση: αιχμαλώτιση από ρεύματα βιομηχανικής διαδικασίας, διεργασίες μετά την καύση, διεργασίες πριν την καύση, καύση με οξυγόνο. Στα συστήματα αυτά εφαρμόζονται οι τεχνολογίες που οδηγούν στην απομάκρυνση και στην αποθήκευση του Διοξειδίου. Οι τεχνολογίες αυτές αποτελούνται κυρίως από διεργασίες απορρόφησης και προσρόφησης, απομάκρυνση μέσω μεμβρανών και κρυογονική απόσταξη. Σήμερα, λειτουργούν δεκαεπτά βιομηχανίες μεγάλης κλίμακας απομάκρυνσης διοξειδίου που χρησιμοποιούν κατά πλειοψηφία την αιχμαλώτιση από ρεύματα βιομηχανικής διαδικασίας , ενώ υπάρχουν πάνω από 80 πιλοτικές μονάδες που εξετάζουν νέους διαλύτες και αναπτύσσουν τεχνολογίες όπως ο ‘βρόχος του ασβεστίου’. Στην παρούσα εργασία, αναπτύχθηκε μια προσομοίωση απορρόφησης Διοξειδίου του Άνθρακα από υδατικό διάλυμα Μονοαιθανολαμίνης στο υπολογιστικό περιβάλλον του Microsoft Excel. Η προσομοίωση επιλύει την διεργασία της απορρόφησης και διαστασιολογεί την στήλη απορρόφησης που απαιτείται με την χρήση του ρυθμού της αντίδρασης. Αναπτύσσεται ένα βασικό σενάριο όπου παραλαμβάνεται αέριο ροής 2640 kmol/h και σύστασης 13,3% διοξειδίου του άνθρακα σε πίεση μίας ατμόσφαιρας και σε θερμοκρασία 20 βαθμών Κελσίου, με απαίτηση απομάκρυνσης του διοξειδίου κατά 90%. Στην συνέχεια εξετάζονται διαφορετικά σενάρια, όπου μεταβάλλονται: οι συγκεντρώσεις εισόδου (του διοξειδίου του άνθρακα στην ΜΕΑ, της ΜΕΑ στο υδατικό διάλυμα, του διοξειδίου του άνθρακα στο αέριο), η απαίτηση του ποσοστού απομάκρυνσης του διοξειδίου, η απορρόφηση από χημική σε φυσική και συγκρίνονται τα αποτελέσματά τους. Κατά τα σενάρια αυτά μεγαλύτερη διαφορά στο ύψος της στήλης παρατηρήθηκε στο σενάριο της φυσικής ρόφησης και στο σενάριο της αλλαγής απαίτησης του ποσοστού απομάκρυνσης CO2.Τέλος, αξιολογείται η προσομοίωση με βάση τα αποτελέσματα και την συμφωνία αυτών με την βιβλιογραφία και διαπιστώνεται ότι: τα αποτελέσματα της προσομοίωσης κρίνονται ικανοποιητικά, η απορρόφηση περιορίζεται από τις υψηλές ροές του υγρού και του αερίου ρεύματος, την κύρια αντίσταση της διεργασίας αποτελεί η αντίσταση στο υγρό φιλμ.	el
heal.abstract	Carbon Dioxide is a gas of the greenhouse effect leading to global warming. Carbon Dioxide is a major product in energy production activities, increasing its concentration in the atmosphere. The reduction of carbon dioxide concentration is a prerequisite for the protection of the environment. For this reason, four key systems have been developed, depending on the stage at which the removal takes place: capture by industrial process streams, post-combustion processes, pre-combustion processes and oxy-fuel combustion. Several technologies are applied that lead to the removal and storage of Dioxide. These technologies mainly consist of absorption and adsorption processes, membrane removal and cryogenic distillation. Nowadays, seventeen large-scale carbon dioxide removal industries operate using mostly the capture by industrial process streams, while over 80 pilot plants examine new solvents and develop new technologies such as 'calcium looping'. In the present study, a carbon dioxide absorption simulation was developed using a monoethanolamine aqueous solution in the environment of Microsoft Excel. The simulation resolves the absorption process and design the absorption column required by the use of the rate of reaction. A baseline scenario is being developed whereby a flow of 2640 kmol/h of gas with a 13,3% content in carbon dioxide is obtained at atmospheric pressure and at a temperature of 20 degrees Celsius, with a requirement for removal 90% of the carbon dioxide. Furthermore, different scenarios are considered varying at: the input concentrations (of carbon dioxide in MEA, of MEA in the aqueous solution, of carbon dioxide in the gas), CO2 removal requirement, use of physical instead of chemical absorption, while comparing their results. In these scenarios, a greater difference in column height was observed in the scenario of natural absorption and in the change of requirement of CO2 removal rate. Finally, the simulation is evaluated based on the results and their agreement with the literature and it is found that: the results of the simulation are considered satisfactory, the absorption is limited by the high flows of the liquid and the gas streams, the main resistance of the process is the resistance of the liquid film.	en
heal.advisorName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	107 σ.
heal.fullTextAvailability	true