Absorptiokolonnin optimointi

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli löytää absorptio-desorptiolaitteiston ajoasetukset, joilla saavutetaan paras absorptiotulos. Työn toimeksiantaja oli Centria-ammattikorkeakoulu ja kohdelaitteistona Kokkola-Pietarsaari yksikön absorptio-desorptiolaitteisto.

Teoriaosuudessa tarkastellaan absorptiota ilmiönä, erilaisia absorptiolaitteistoja sekä absorptioon vaikuttavia tekijöitä sekä perehdytään Taguchi-menetelmän käyttöön prosessin kehittämisessä ja optimoinnissa.

Laitteiston optimointi vaati koeajojen suorittamista. Koeajoissa tutkittiin absorptiokolonniin syötettävän kaasun ja nesteen virtauksia, sisään tulevan hiilidioksidin pitoisuutta sekä stripperin esilämmittimen tehoa.

Parhaaseen absorboitumiseen päästään, kun huomioidaan kolonnin poistokapasiteetti. Kaasuseoksen sekä hiilidioksidin syötön kolonniin tulee olla riittävän pieni, jotta kolonni kerkeää absorboida. Mitä isommaksi syötöt kasvavat, sitä huonommin hiilidioksidi absorboituu. Tutkituista parametreista stripperin esilämmittimen teholla on pienin vaikutus lopputulokseen. Myöskään nestevirtauksen vaikutus ei ollut kovin suuri.

The purpose of this thesis work was to determine the settings to achieve the best results of absorption with apparatus for absorption and desorption. The work was commissioned by Centria University of Applied Sciences and the target apparatus was the absorption and desorption apparatus of the Kokkola-Pietarsaari unit.

The theory part of the thesis examines the phenomenon of absorption, different apparatus for absorption and the factors that affect to absorption. The thesis discusses the Taguchi-method on the use of development and optimization to process.

The apparatus had to be tested with series of trial run test to optimize the apparatus. Test runs were examined gas and liquid feeds into the absorption column, the concentration of carbon dioxide and the preheater power for the stripper.

The best absorption was achieved when the removal capacity of column is considered. The gas mixture and carbon dioxide feed into the column must be sufficiently small so that the column has time to absorb. The more the feed grows the less carbon dioxide absorbed. From the examined parameters, the power of the preheater had the least effect on the final result. Moreover, the effect of the liquid flow is not very considerable.