Gunakan basis gas yang konsisten, pisahkan aliran komponen dari aliran gas total, dan hindari menghitung kehilangan penangkapan, pemulihan, atau operasi dua kali.
Tetapkan batas perhitungan terlebih dahulu
Neraca massa yang berguna menelusuri CO₂ dari titik sumber yang ditetapkan hingga titik produk yang ditetapkan. Jumlah CO₂ yang tersedia di sumber, CO₂ umpan yang diterima proses, cairan yang dipulihkan, dan produk yang dapat dipasarkan merupakan besaran yang berbeda. Sebelum memasukkan angka, tentukan besaran yang diukur alat pengukur aliran dan kehilangan yang sudah tercakup dalam fraksi pemulihan. Langkah ini mencegah hasil yang terlihat presisi tetapi mencampurkan batas perhitungan yang berbeda.
Untuk perkiraan awal sederhana, jumlah ton yang dipulihkan per tahun sama dengan CO₂ yang tersedia dalam kilogram per jam dikalikan fraksi pemulihan keseluruhan dan jam operasi, lalu dibagi 1,000. Jika masukan sudah menyatakan kapasitas produk cair yang dihasilkan, jangan kalikan lagi dengan fraksi pemulihan. Demikian pula, jika jam operasi sudah tidak mencakup waktu henti terencana, jangan kurangi waktu henti yang sama untuk kedua kalinya.
Konversikan volume sesuai kondisi acuannya
Dalam model gas ideal untuk penilaian awal yang digunakan di sini, aliran massa CO₂ sama dengan aliran volume gas total dikalikan tekanan absolut, fraksi mol CO₂, dan massa molekul, lalu dibagi konstanta gas dan suhu absolut. Faktor kompresibilitas dapat disertakan apabila tersedia nilai gas nyata yang sesuai. Contoh volume ternormalisasi di situs ini menggunakan 0°C, tekanan absolut 101.325 kPa, dan Z = 1.
Dengan massa molekul CO₂ 44.0095 kg/kmol dan R = 8.314462618 kPa·m³/(kmol·K), diperoleh sekitar 1.9635 kg CO₂ ideal per meter kubik pada kondisi acuan tersebut. Ini merupakan pendekatan yang dinyatakan secara eksplisit, bukan nilai densitas universal untuk semua suhu atau tekanan. Perhitungan rinci pabrik harus menggunakan model sifat fisik yang sesuai.
Contoh perhitungan: aliran gas berkadar CO₂ tinggi
Sebagai ilustrasi, anggap laju aliran gas campuran kering sebesar 1,000 Nm³/h dengan kandungan CO₂ 98% pada dasar kering yang sama. CO₂ yang tersedia kira-kira 1,000 × 0.98 × 1.9635 = 1,924.2 kg/h. Dengan asumsi tingkat pemulihan keseluruhan 90%, produk yang dihasilkan sekitar 1,731.8 kg/h. Selama 8,000 jam operasi, perhitungan menghasilkan sekitar 13,854 ton per tahun.
Asumsi ini tidak menggambarkan hasil pengukuran dari instalasi kami. Contoh tersebut menunjukkan hubungan antar satuan. Hasilnya masih harus dibandingkan dengan ketersediaan pengumpulan gas, aliran puncak, penerimaan produk, penyimpanan, dan kebutuhan pelanggan. Kapasitas desain peralatan mungkin perlu berbeda dari laju produk rata-rata karena sumber gas berubah seiring waktu.
Pisahkan penangkapan dari pemulihan pada proses hilir
Sumber berkadar CO₂ rendah dapat melibatkan dua fraksi terpisah: CO₂ yang ditangkap dari gas campuran dan CO₂ hasil penangkapan yang dipertahankan sebagai produk akhir. Jika penangkapan diasumsikan 85% dan pemulihan hilir 95%, fraksi gabungannya adalah 0.85 × 0.95 = 0.8075, atau 80.75%. Jangan kemudian mengalikan lagi dengan fraksi pemulihan keseluruhan yang dimaksudkan untuk mewakili kehilangan yang sama.
Fraksi pengumpulan juga dapat diperlukan jika hanya sebagian gas yang dihasilkan masuk ke sistem. Faktor ini hanya dimasukkan ke neraca jika belum tercakup dalam pengukuran aliran gas yang tersedia. Catat setiap aliran dan kehilangan hanya sekali. Disiplin sederhana ini lebih berguna daripada menambah angka desimal pada data masukan yang belum pasti.
Pahami hal yang tidak dapat dibuktikan oleh hasil perhitungan
Perhitungan ini memperkirakan kuantitas. Perhitungan tersebut tidak membuktikan kelayakan mutu pangan, penghilangan pengotor, beban refrigerasi, daya kompresor, atau rentang operasi yang aman. Analisis sumber yang belum lengkap seharusnya menghasilkan daftar data yang masih diperlukan, bukan persetujuan mutu. Neraca massa yang benar tetap dapat menggambarkan proyek yang tidak ekonomis atau tidak sesuai.
Untuk penilaian komersial, bandingkan produk tahunan yang memenuhi kriteria dengan kebutuhan internal yang dapat dilayani atau komitmen pembelian eksternal yang dapat dipercaya. Jika instalasi mampu memulihkan 8,000 ton tetapi pasar hanya menerima 5,000 ton, memberi nilai penjualan penuh pada seluruh 8,000 ton akan melebih-lebihkan peluang. Saat membahas hasil dengan kami, bedakan potensi teknis pemulihan, produksi yang direncanakan, dan tonase yang dapat dipasarkan.
Pertanyaan teknis yang sering diajukan
Apakah Nm³/h sama dengan m³/h pada kondisi aktual?
Tidak. Volume ternormalisasi mengacu pada kondisi acuan yang dinyatakan. Volume aktual mengacu pada kondisi di titik pengukuran.
Apakah konsentrasi CO₂ perlu diterapkan pada masukan dalam kg CO₂/h?
Tidak. Masukan tersebut sudah menyatakan komponen CO₂. Konsentrasi diperlukan ketika mengonversi pengukuran total gas campuran yang sesuai.
Periksa perhitungan sebelum mengubahnya menjadi kapasitas peralatan
| Pemeriksaan | Penafsiran yang benar |
|---|---|
| Gas kering 1,000 Nm³/h; CO₂ 98% pada basis kering | Gunakan aliran kering yang dinyatakan dengan fraksi CO₂ pada basis kering. |
| Gas basah 1,000 m³/h pada kondisi aktual | Gunakan tekanan absolut aktual, suhu, kompresibilitas, dan fraksi CO₂ pada basis basah; jangan mengalikannya dengan massa jenis pada kondisi normal. |
| Pemulihan sebesar 90% dari CO₂ yang terkumpul | Jangan menghitung kembali kehilangan 10% yang sama pada jam operasi tahunan. |
| 8,000 jam operasi sudah mengecualikan waktu henti | Terapkan faktor ketersediaan terpisah hanya jika faktor itu mewakili kehilangan waktu tambahan yang diidentifikasi dengan jelas. |
Pada 15°C, bukan 0°C, volume gas ideal yang sama mengandung massa sekitar 5.2% lebih sedikit pada tekanan yang sama. Karena itu, sebutan seperti “standar” tanpa suhu acuan dapat menyebabkan kesalahan penentuan kapasitas yang signifikan. Pada tekanan tinggi, gunakan persamaan keadaan yang sesuai atau perhitungan sifat fisik yang tervalidasi, alih-alih mengasumsikan Z = 1.
Referensi teknis
- NIST Chemistry WebBook: karbon dioksida — Massa molekul 44.0095 dan data perubahan fase CO₂.
- NIST CODATA: konstanta fisika fundamental — Konstanta gas molar R = 8.314462618 J mol−1 K−1 pada basis molar yang dinyatakan.
Terapkan pada proyek Anda
Buka alat penilaian sumber gas untuk mencatat asumsi neraca massa dan ekonomi. Untuk desain proyek tertentu, bagikan analisis gas dan spesifikasi produk kepada kami.
Kami menerbitkan panduan ini atas nama YTC. Kebijakan editorial kami menjelaskan pemeriksaan sumber, bantuan AI dan cara melaporkan koreksi. Contoh tidak merupakan jaminan kinerja pabrik.