Використовуйте однакові умови приведення газу, відрізняйте витрату окремого компонента від загальної витрати газу та не враховуйте втрати вловлювання, рекуперації чи експлуатації двічі.
Спочатку напишіть межу обчислення
Корисний матеріальний баланс відстежує CO₂ від визначеної точки джерела до визначеної точки продукту. Доступний CO₂ джерела, прийнятий на вході CO₂, отримана рідина й товарний продукт — різні кількості. Перш ніж вводити числа, визначте, яку величину показує витратомір і які втрати охоплює коефіцієнт вилучення. Це запобігає змішуванню різних меж обліку в результаті, який лише здається точним.
Для простого попереднього розрахунку річна кількість рекуперованих тонн дорівнює доступній витраті CO₂ у кілограмах за годину, помноженій на загальний коефіцієнт вилучення та години роботи, а потім поділеній на 1 000. Якщо вхідні дані вже описують продуктивність за виданим рідким продуктом, не застосовуйте коефіцієнт вилучення повторно. Так само, якщо години роботи вже не враховують плановий простій, не віднімайте цей простій удруге.
Перераховуйте об’єм за заявлених для нього умов
У використаній тут наближеній моделі ідеального газу масова витрата CO₂ дорівнює об’ємній витраті всього газу, помноженій на абсолютний тиск, мольну частку CO₂ і молярну масу та поділеній на газову сталу й абсолютну температуру. Якщо відоме відповідне значення для реального газу, можна врахувати коефіцієнт стисливості. Нормалізований приклад на сайті використовує 0°C, абсолютний тиск 101.325 кПа та Z = 1.
За молярної маси CO₂ 44.0095 kg/kmol і R = 8.314462618 kPa·m³/(kmol·K) маса ідеального CO₂ становить приблизно 1.9635 kg на кубічний метр за вказаних опорних умов. Це явно задане наближення, а не універсальна густина для будь-якої температури й тиску. Детальний розрахунок установки має використовувати відповідну модель теплофізичних властивостей.
Приклад розрахунку: газовий потік із високим вмістом CO₂
Припустимо, що ілюстративний потік сухого змішаного газу становить 1000 Нм³/год із вмістом CO₂ 98% на тій самій сухій основі. Доступний CO₂ становить приблизно 1000 × 0,98 × 1,9635 = 1924,2 кг/год. При передбачуваному загальному вилученні 90%, продукт становить приблизно 1731,8 кг/год. За 8000 годин роботи арифметика дає приблизно 13 854 тонни на рік.
Ці припущення не описують виміряний результат наших установок. Вони показують зв’язок між одиницями вимірювання. Результат ще потрібно зіставити з доступністю збирання газу, піковою витратою, прийманням продукту, зберіганням і попитом споживачів. Проєктна продуктивність обладнання може відрізнятися від середньої швидкості випуску продукту, оскільки джерело змінюється з часом.
Відокремте захоплення від подальшого вилучення
Розбавлене джерело може включати дві різні частки: CO₂, що вловлюється зі змішаного газу, і вловлений CO₂, який залишається як кінцевий продукт. Якщо припустити, що захоплення становить 85%, а вилучення на подальших стадіях – 95%, їх сукупна частка становить 0,85 × 0,95 = 0,8075, або 80,75%. Не множте згодом на іншу загальну частку вилучення, призначену для відображення тих самих втрат.
Частка збору також може бути актуальною, якщо допускається лише частина утвореного вихідного газу. Він належить до балансу лише тоді, коли він ще не включений до виміряного доступного потоку. Запишіть кожен потік і втрату один раз. Ця проста дисципліна є ціннішою, ніж додавання більшої кількості десяткових знаків до непевних вхідних даних.
Знайте, що результат не може встановити
Арифметика оцінює кількість. Він не демонструє придатність для харчових продуктів, видалення забруднюючих речовин, холодильне навантаження, потужність компресора чи безпечний діапазон робочих умов. Джерело з неповним аналізом має створити список відсутніх даних, а не затвердження якості. Правильний баланс мас все одно може описати неекономічний або непридатний проект.
Для комерційної оцінки порівняйте річний прийнятний продукт із придатним внутрішнім попитом або достовірним зовнішнім споживанням. Якщо завод може рекуперувати 8 000 тонн, але ринок приймає лише 5 000, присвоєння повної вартості продажу всім 8 000 тонн завищує цю можливість. Зберігайте різницю між технічним потенціалом вилучення, запланованим виробництвом і товарними тоннами при обговоренні результату з нами.
Поширені технічні запитання
Нм³/год те саме, що фактичний м³/год?
Ні. Нормований об’єм стосується заявлених еталонних умов. Фактичний об’єм стосується умов у точці вимірювання.
Чи слід застосовувати концентрацію CO₂ до кг CO₂/год?
Ні. Ці дані вже описують компонент CO₂. Концентрація необхідна під час перетворення відповідного вимірювання загального змішаного газу.
Перевірте розрахунок, перш ніж конвертувати його в потужність обладнання
| Перевірте | Правильна інтерпретація |
|---|---|
| 1000 Нм³/год – сухий газ; CO₂ становить 98% у сухому стані | Використовуйте витрату сухого газу разом із часткою CO₂, визначеною на сухій основі. |
| 1000 м³/год – це фактичний вологий газ | Використовуйте фактичний абсолютний тиск, температуру, коефіцієнт стисливості та частку CO₂ на вологій основі; не множити на щільність нормального стану. |
| Вилучення становить 90% зібраного CO₂ | Не застосовуйте ті самі 10% втрати знову в річних годинах роботи. |
| 8000 годин роботи вже без простою | Застосовуйте окремий коефіцієнт доступності, лише якщо він представляє додаткові, чітко визначені втрати часу. |
При 15°C замість 0°C той самий об’єм ідеального газу містить приблизно на 5,2% менше маси за того самого тиску. Таким чином, така позначка, як «стандарт», без температури приведення може спричинити суттєву помилку у визначенні розмірів обладнання. За підвищеного тиску використовуйте відповідне рівняння стану або обчислення перевірених властивостей, а не припускайте, що Z = 1.
Технічні посилання
- NIST Chemistry WebBook: Вуглекислий газ — Молекулярна маса 44,0095 і дані зміни фази CO₂.
- NIST CODATA: фундаментальні фізичні константи — молярна газова постійна R = 8,314462618 Дж моль−1 K−1 на зазначеній молярній основі.
Застосуйте це до свого проекту
Відкрийте інструмент оцінки джерела щоб записати припущення матеріального балансу та економічної оцінки. Для проєктування конкретної установки надайте нам аналіз газу та специфікацію продукту.
Ми публікуємо цей посібник як YTC. Наша редакційна політика пояснює перевірку джерел, допомогу ШІ та порядок повідомлення про виправлення. Приклади не встановлюють гарантій роботи установки.