Käytä johdonmukaista kaasupohjaa, erota komponenttien virtaus kokonaiskaasuvirrasta ja vältä keräys-, talteenotto- tai käyttöhäviöiden laskemista kahdesti.
Kirjoita ensin laskentaraja
Hyödyllinen massatase seuraa CO₂:ta määritellystä lähdepisteestä määritettyyn tuotepisteeseen. Saatavilla oleva lähde CO₂, hyväksytty syötteen CO₂, talteenotettu neste ja myyntikelpoinen tuote ovat eri määriä. Ennen numeroiden syöttämistä päätä, minkä määrän virtausmittari ilmoittaa ja mitä häviöitä talteenottoosuus sisältää. Tämä estää näennäisen tarkan tuloksen sekoittamasta eri rajoja.
Yksinkertaisessa ensikierrosarviossa vuotuiset talteenotetut tonnit ovat yhtä suuria kuin käytettävissä oleva CO₂ kilogrammoina tunnissa kerrottuna kokonaistalteenottoosuudella ja käyttötunteilla, jaettuna sitten 1 000:lla. Jos syötteessä kuvataan jo toimitettu nestetuotekapasiteetti, älä käytä talteenottofraktiota uudelleen. Vastaavasti, jos käyttötunnit eivät sisällä suunniteltuja seisokkeja, älä vähennä samaa seisonta-aikaa kahdesti.
Muunna tilavuus sen ilmoitettujen ehtojen mukaisesti
Tässä käytetyssä ideaalisen kaasun seulontamallissa CO₂-massavirta on yhtä kuin kaasun kokonaistilavuusvirta kerrottuna absoluuttisella paineella, CO₂-mooliosuudella ja molekyylimassalla jaettuna kaasuvakiolla ja absoluuttisella lämpötilalla. Puristuvuuskerroin voidaan sisällyttää, kun sopiva todellinen kaasuarvo on saatavilla. Verkkosivuston normalisoitu esimerkki käyttää 0°C, absoluuttista 101,325 kPa ja Z = 1.
Käyttämällä CO₂-molekyylimassaa 44,0095 kg/kmol ja R = 8,314462618 kPa·m³/(kmol·K) saadaan noin 1,9635 kg ihanteellista CO₂:ta kuutiometriä kohden näissä vertailuolosuhteissa. Tämä on ilmoitettu likiarvo, ei yleinen tiheys jokaiselle lämpötilalle tai paineelle. Yksityiskohtaisessa laitoslaskelmassa tulee käyttää asianmukaista termofysikaalisten ominaisuuksien mallia.
Laskentaesimerkki: CO₂-rikas kaasuvirta
Oletetaan kuvaavaksi kuiva-seoskaasuvirtaukseksi 1 000 Nm³/h 98 % CO₂:lla samalla kuiva-arvolla. Saatavilla oleva CO₂ on noin 1 000 × 0,98 × 1,9635 = 1 924,2 kg/h. Oletusarvolla 90 %:n kokonaissaanto on noin 1 731,8 kg/h. 8 000 käyttötunnin aikana aritmetiikka antaa noin 13 854 tonnia vuodessa.
Nämä oletukset eivät kuvaa laitostemme mitattua tulosta. Ne osoittavat, kuinka yksiköt liittyvät toisiinsa. Tulosta on vielä verrattava keräilyn saatavuuteen, huippuvirtaan, tuotteiden hyväksyntään, varastointiin ja asiakkaiden kysyntään. Laitteen suunnittelukapasiteetin voi olla tarpeen poiketa keskimääräisestä tuotemäärästä, koska lähde vaihtelee ajan myötä.
Erota CO₂:n erotus lähdekaasusta myöhemmistä talteenottovaiheista
Laimeaan lähteeseen voi kuulua kaksi erillistä fraktiota: sekakaasusta talteenotettu CO₂ ja lopputuotteena säilytetty CO₂. Jos talteenoton oletetaan olevan 85 % ja jatkokäsittelyn saannon 95 %, niiden yhdistetty osuus on 0,85 × 0,95 = 0,8075 eli 80,75 %. Älä kerro myöhemmin toisella kokonaissaantoosuudella, joka on tarkoitettu edustamaan samoja häviöitä.
Keräysfraktiolla voi myös olla merkitystä, jos vain osa syntyneestä lähdekaasusta otetaan sisään. Se kuuluu taseeseen vain silloin, kun se ei jo sisälly mitattuun käytettävissä olevaan virtaukseen. Kirjoita jokainen virta ja menetys kerran. Tämä yksinkertainen kurinalaisuus on arvokkaampaa kuin desimaalien lisääminen epävarmoihin syöttötietoihin.
Tiedä, mitä tulos ei voi määrittää
Laskelma arvioi määrän. Se ei osoita elintarvikekäyttöön soveltuvuutta, epäpuhtauksien poistoa, jäähdytystarvetta, kompressorin tehoa tai turvallista toiminta-aluetta. Lähteen, jonka analyysi on epätäydellinen, tulisi tuottaa luettelo puuttuvista tiedoista laatuhyväksynnän sijaan. Oikea massatase voi silti kuvata epätaloudellista tai sopimatonta hanketta.
Vertaa kaupallista arviointia varten vuotuista hyväksyttävää tuotetta käyttökelpoiseen sisäiseen kysyntään tai uskottavaan ulkoiseen myyntiin. Jos laitos voisi saada talteen 8 000 tonnia, mutta markkinat hyväksyvät vain 5 000, täyden myyntiarvon määrittäminen kaikille 8 000 tonnille liioittelee mahdollisuutta. Säilytä ero teknisen hyödyntämispotentiaalin, suunnitellun tuotannon ja myyntikelpoisen tonnin välillä, kun keskustelet tuloksesta kanssamme.
Yleisiä teknisiä kysymyksiä
Onko Nm³/h sama kuin todellinen m³/h?
Ei. Normalisoitu tilavuus viittaa ilmoitettuihin vertailuolosuhteisiin. Todellinen tilavuus viittaa olosuhteisiin mittauspisteessä.
Pitäisikö CO₂-pitoisuus soveltaa kg CO₂/h -syötteeseen?
Ei. Tämä syöte kuvaa jo CO₂-komponentin. Konsentraatiota tarvitaan muunneltaessa sopivaa sekakaasun kokonaismittausta.
Tarkista laskelma ennen sen muuntamista laitekapasiteetiksi
| Tarkista | Oikea tulkinta |
|---|---|
| 1 000 Nm³/h kuivaa kaasua; CO₂-pitoisuus on 98 % kuivasta kaasusta laskettuna | Käytä ilmoitettua kuivakaasun virtausta ja kuivakaasusta laskettua CO₂-osuutta. |
| 1 000 m³/h on todellinen märkä kaasu | Käytä todellista absoluuttista painetta, lämpötilaa, kokoonpuristuvuutta ja märkää CO₂-fraktiota; älä kerro normaalitilan tiheydellä. |
| Talteenotto on 90 % kerätystä CO₂:sta | Älä käytä samaa 10 %:n häviötä uudelleen vuosittaisissa käyttötunteissa. |
| 8 000 käyttötuntia ei sisällä seisokkeja | Käytä erillistä käytettävyystekijää vain, jos se edustaa ylimääräisiä, selkeästi tunnistettuja aikahäviöitä. |
15 °C:ssa 0 °C:n sijasta sama ideaalikaasutilavuus sisältää noin 5,2 % vähemmän massaa samalla paineella. Tarra, kuten “standardi” ilman vertailulämpötilaa, voi siksi aiheuttaa merkittävän mitoitusvirheen. Käytä korotetussa paineessa sopivaa tilayhtälöä tai validoitua ominaisuuslaskentaa sen sijaan, että olettaisi Z = 1.
Tekniset viitteet
- NIST Chemistry WebBook: Hiilidioksidi — Molekyylipaino 44,0095 ja CO₂-faasimuutostiedot.
- NIST CODATA: fyysiset perusvakiot — Molaarinen kaasuvakio R = 8,314462618 J mol−1 K−1 ilmoitetun molaarisen perusteella.
Käytä tätä projektissasi
Avaa lähteen arviointityökalu kirjaamaan massatase ja taloudelliset oletukset. Projektikohtaista suunnittelua varten lähetä meille kaasuanalyysi ja tuotespesifikaatio.
Julkaisemme tämän oppaan nimellä YTC. Toimitusperiaatteemme selittävät lähteiden tarkistuksen, tekoälyavun ja korjauspyynnön tekemisen. Esimerkit eivät muodosta laitoksen suorituskykytakuuta.