Przedstawiono wyniki doświadczalnych i teoretycznych prac wykonanych w Instytucie Inżynierii Chemicznej PAN i dotyczących wpływu konwekcji komórkowej na szybkość absorpcji ditlenku węgla w wodnych roztworach monoetanoloaminy i dietanoloaminy. Badania laboratoryjne prowadzono zarówno w kolumnie o ścianach zraszanych, jak i w absorberze wypełnionym pierścieniami Raschiga, proponując korelacje empiryczne opisujące przyspieszenie procesu przez towarzyszącą mu konwekcję komórkową. Opis teoretyczny oparto na zlinearyzowanej teorii stabilności, uzyskując narzędzie jakościowej oceny wpływu istotnych zmiennych na szybkość chemisorpcji. Expt. data on CO2 absorption in aq. solns. of NH2CH2CH2OH and NH(CH2CH2OH)2 in wetted-wall and packed columns (K. Warmuziński, J. Buzek and J. Podkański, 1995) were used for quant. anal. of the cellular convection effects. The effects resulted in an enhancement of the absorption rate. A method for estimation of the effects was developed. W ostatniej dekadzie badania nad rozmaitymi metodami usuwania ditlenku węgla ze strumieni gazowych uległy znacznemu przyspieszeniu. Wynika to przede wszystkim z chęci skutecznego, a zarazem niezbyt kosztownego ograniczenia emisji CO2. Przegląd dostępnych technologii wykazuje, że przy obecnym stanie wiedzy i możliwości praktycznych zastosowań na dużą skalę, najbardziej atrakcyjną metodą jest chemiczna absorpcja CO2 w wodnych roztworach amin1). Do zalet tej metody należą wysoka sprawność i selektywność, niskie nakłady energetyczne i stosunkowo niskie koszty ogólne1). Reakcja chemiczna związana z tą metodą jest praktycznie nieodwracalna i opisana równaniem (1)2): Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice Krzysztof Warmuziński*, Marek Tańczyk Wpływ konwekcji komórkowej na szybkość absorpcji ditlenku węgla w roztworach amin Influence of cellular convection on the rate of the absorption of carbon dioxide into amine solutions Dr inż. Marek TAŃCZYK - notkę biograficzn[...]

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych kinetyki krystalizacji soli 2Na2SO3·3Na2SO4. Badania przeprowadzono w laboratoryjnej instalacji wyparnej, zawierającej krystalizator o pojemności ok. 0,2 dm3, w układzie Na2SO4/Na2SO3/H2O oraz Na2SO4/Na2SO3/NaHSO3(Na2S2O5)/H2O. Wykorzystując model krystalizatora MSMPR wyznaczano liniową szybkość wzrostu kryształów i efektywną szybkość zarod[...]

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych kinetyki krystalizacji soli 2Na2SO3·3Na2SO4. Badania przeprowadzono w laboratoryjnej instalacji wyparnej, zawierającej krystalizator o pojemności ok. 0,2 dm3, w układzie Na2SO4/Na2SO3/H2O oraz Na2SO4/Na2SO3/NaHSO3(Na2S2O5)/H2O. Wykorzystując model krystalizatora MSMPR wyznaczano liniową szybkość wzrostu kryształów i efektywną szybkość zarod[...]

  Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych kinetyki krystalizacji wyparnej bezwodnego siarczanu sodu. Badania prowadzono z zastosowaniem trzech geometrycznie podobnych krystalizatorów o pojemności: 0,2, 1 i 5 dm3. Wyznaczano liniową szybkość wzrostu kryształów i efektywną szybkość zarodkowania. Opracowano korelacje potęgowe określające zależność parametrów kinetycznych krystalizacji od przesycenia, gęstości zawiesiny i intensywności mieszania. Określono wpływ wielkości krystalizatora na rozmiar otrzymywanych kryształów. Anhyd. Na2SO4 was crystd. from its aq. soln. in mixed reactors (0.2-5 L) under vacuum evapn. (430 hPa, 80°C) at varying residence time (1135-4012 s), evapn. rate (0.980- 35.433 g/min), suspension d. (22.13-129.63 kg/m3) and stirrer speed (450-1950 rpm) to study the process kinetics and to det. the linear crystal growth and effective nucleation rates. The correlations between kinetic parameters of the crystn. and supersatn., magma d. and mixing intensity were derived from the expt. data. The detd. order of crystal growth rate was about 1.4 for all crystallizers. The exponents in the equations describing the effect of the growth rate, magma d. and stirrer speed on the nucleation rate were 0.85, 1 and 2.5, resp. The scale-up principles to achieve the same median crystal size were developed. Over the range studied, a modest increase in median crystal size with increasing vol. of the crystallizer was obsd. for a const. sp. power input. Krystalizacja dobrze rozpuszczalnych związków, których rozpuszczalność zmienia się nieznacznie z temperaturą prowadzona jest Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice Krzysztof Warmuziński, Jolanta Jaschik*, Manfred Jaschik Kinetyka krystalizacji bezwodnego siarczanu sodu i przenoszenie skali procesu Kinetics and scale-up of evaporative crystallization of anhydrous sodium sulphate Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, tel.: (32[...]

Przeprowadzono analizę wpływu podstawowych parametrów ruchowych na przebieg zapłonu reaktora do ciśnieniowego rozkładu metanu. Opierając się na relacjach między prostą odbioru ciepła a krzywą wydzielania ciepła w komorze spalania reformera, uzyskano wnioski ilościowe prowadzące do znacznego przedłużenia okresów bezawaryjnej pracy reaktora. Model procesu Przedmiotem badań był proces konwersji gazu ziemnego w dwustopniowym reaktorze ciśnieniowym (rys. 1). W opublikowanych wcześniej pracach1+5) podano opis fizykochemiczny oraz sformułowano TLEN TECHNOLOGICZNY POWIETRZE PARA WODNA GAZ ZIEMNY PARA WODNA CH4 + h 2o = CO + 3H2 co + н2о = co2 + H2 CH4 + o 2 = CO + H2 + h 2o endotermiczna równowagowa egzotermiczna nieodwracalna którym odpowiadają następujące bilanse masowe i energetyczne: —Ckx , = r jlX j, x 2, x 3, T) z Ckx 3= r 3( x lt X j, Xj, T) L K (T ) = t( x 1, x 2, x 3) С {т - T ° ) + '^r(AH1 x i + AH 2x 2+ A H 3x 3)- M Q*_ G (2) (3) (4) ( 1) gdzie: ck - stężenie składnika kluczowego [kmol/m3]; cp - ciepło właściwe [kJ/kg - K]; G - masowe natężenie przepływu [kg/s] АН - ciepło reakcji [kj/kmol]; Kp - stała równowagi reakcji (IT, M - masa molowa [kg/kmol]; Q* - ciepło dostarczone do układu [kJ/s] T - temperatura [K[...]

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu odsiarczania spalin metodą półsuchą, przebiegającego z wykorzystaniem zawiesin sporządzonych ze specjalnie przygotowanych odpadów flotacyjnych i wapna palonego. Stwierdzono, że odpady flotacyjne mogą stanowić substytut klasycznych sorbentów stosowanych do usuwania SO2 z gazów tą metodą. Na podstawie wyników badań doświadczalnych sformułowa[...]

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu odsiarczania spalin metodą mokrą wapniakową, w której stosowano oprócz sorbentu podstawowego, tj. wapniaka, odpad z odsiarczania spalin metodą półsuchą. Stwierdzono, że stosowanie w procesie odsiarczania spalin zawiesin, w których odpad stanowi nawet ponad 45% masy sorbentu podstawowego, nie wpływa na skuteczność procesu oczyszczania gazó[...]

  Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych wydzielania CO2 z mieszaniny CO2/N2/O2 w hybrydowym procesie łączącym adsorpcję zmiennociśnieniową z separacją membranową. Stwierdzono, że można odzyskać cały doprowadzony do procesu ditlenek węgla. Wykazano możliwość zwiększenia stężenia CO2 w mieszaninie CO2/N2/O2 z ok. 13% do ponad 97%, a więc do poziomu odpowiedniego na potrzeby jego transportu i składowania. Recovery of CO2 from flue gas in a 2-step process (pressure swing adsorption and membrane sepn.) was simulated numerically to maximize the process yield (up to 100%) and purity of the final product (up to over 97%) at the plant processing capacity 7.5 m3/h. Opublikowana w czerwcu 2009 r. Dyrektywa 2009/31/WE Unii Europejskiej w sprawie geologicznego składowania ditlenku węgla (tzw. Dyrektywa CCS) dała wyraźną zachętę do opracowywania i wdrażania technologii wychwytywania tego gazu ze strumieni gazów odlotowych w różnych gałęziach przemysłu, a zwłaszcza w energetyce. Wydzielanie ditlenku węgla ze strumieni gazów odlotowych może być realizowane przy wykorzystaniu znanych z innych zastosowań metod separacji, m.in. technik adsorpcyjnych i membranowych1). Ze względu na małe stężenie CO2 (poniżej 20% obj.) w strumieniach spalin zapewnienie wysokiej (ponad 90%) czystości i sprawności odzysku tego gazu wymaga stosowania dwustopniowego procesu separacji adsorpcyjnej lub membranowej2- 7). Wysoka sprawność odzysku jest w takich procesach uzyskiwana przez minimalizację stężenia CO2 w oczyszczanym gazie odlotowym w pierwszym węźle separacji i zawrót reszty CO2 z drugiego węzła separacji na wlot pierwszego węzła. Proces hybrydowy jest naturalnym rozwinięciem adsorpcyjnego lub membranowego dwustopniowego procesu wydzielania CO2, który ma w założeniu zniwelować w pewnym stopniu wady obu procesów Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Gliwice Marek Tańczyk*, Krzysztof Warmuziński, Manfred Jaschik, Aleksandra Janusz-Cygan Hybrydowy proces [...]

  A hybrid, pressure swing adsorption-membrane process for CO2 capture from 1000 m3/h (at std. temp. and pressure) of flue gas stream was developed. Pure CO2 (95%) was fully recovered. A 4-column (diam. 2 m, height 4 m) unit packed with zeolite 13X, and a com. membrane module were used. The total annual prodn. cost and energy consumption (555 kWh/t) were estd. No big differences between the process and other mature CO2 capture technols. were obsd. Zaproponowano technologię usuwania ditlenku węgla ze spalin w instalacji hybrydowej łączącej adsorpcję zmiennociśnieniową z separacją membranową o wydajności 1000 STP m3/h. Określono wymiary podstawowych aparatów oraz parametry pracy aparatów i urządzeń, a następnie określono koszty całkowite procesu wydzielenia ditlenku węgla ze spalin ze 100-proc. skutecznością przy jednoczesnym uzyskaniu CO2 o czystości większej niż 95%. Proces realizowany jest w kolumnach adsorpcyjnych o średnicy 2 m i wysokości 4 m, wypełnionych zeolitowymi sitami molekularnymi 13X, połączonych z układem 150 komercyjnych modułów membranowych typu PRISM firmy Air Products. Wykazano, że całkowite koszty roczne instalacji wynoszą ok. 773 tys. zł. Stwierdzono, że w proponowanym procesie zużycie energii 206 94/2(2015) Dr inż. Marek TAŃCZYK w roku 1989 ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Energetycznym Politechniki Śląskiej. Jest asystentem w Instytucie Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach. Specjalność - inżynieria chemiczna i procesowa. Prof. dr hab. Krzysztof WARMUZIŃSKI w roku 1970 ukończył studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej. Jest dyrektorem Instytutu Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach. Specjalność - inżynieria chemiczna i procesowa. ne i kosztowne. W literaturze przedmiotu do wydzielania proponuje się zastosowanie układów wielostopniowych lub tzw. hybrydowych, łączących różne techniki separacyjne. O możliwości zastosowania danej technologii zadecyduje oczywiście rachunek ekonomi[...]

  Three com. membrane modules were used for sepn. of CO2/N2 mixts. (10, 40 and 70 vol. % CO2 in N2, gas flow rate 0.05 kmol/h and feed pressure 1.2-7.5 bar). The modified polyimide-based membrane gave the highest efficiency of CO2 recovery. The process was also simulated by using a math. model verified on exptl. data. The model can be used for both process design and optimization. Przeprowadzono badania rozdzielania mieszanin CO2/N2 (10%, 40% i 70% CO2 w N2) w trzech komercyjnych modułach membranowych. Badania wykazały przydatność tych modułów do wydzielania CO2 ze spalin energetycznych. Przedstawiono również wyniki obliczeń procesu wydzielania CO2 z mieszanin dwuskładnikowych (CO2/N2). Wykorzystany model matematyczny został pozytywnie zweryfikowany w wyniku badań doświadczalnych procesu. Opisany i zastosowany model może być używany zarówno do projektowych, jak i optymalizacyjnych obliczeń układów do rozdzielania mieszanin gazowych w przetestowanych modułach.W ostatnich latach stale rośnie zainteresowanie technikami membranowymi rozdzielania mieszanin gazowych, które stopniowo wypierają metody tradycyjne1). Za separacją membranową przemawia m.in. zwarta zabudowa modułów membranowych, łatwe powiększanie skali, prowadzenie procesu w sposób ciągły oraz brak konieczności stosowania dodatkowych sorbentów2-5). Na świecie istnieje wiele przemysłowych instalacji membranowych do rozdzielania gazów, m.in. do odzyskiwania wodoru po syntezie amoniaku, uzyskiwania czystego azotu z powietrza, usuwania CO2 z gazu ziemnego i biogazu lub wychwytu lotnych związków organicznych6). Nad zastosowaniem procesów separacji membranowej do wydzielania CO2 w energetyce pracują takie firmy i ośrodki naukowo-badawcze, jak Membrane Technology & Research Inc., National Energy Technology Laboratory, TNO, RITE oraz New Mexico Institute of Mining and Technology2). Większość badań jest poświęcona nowym materiałom membranowym lub procesom, np. absorpcji membr[...]