CO2 回収は CCUS の重要な部分であり、その中でも低温分離技術は高濃度 CO2 回収の際に広く使用されています。 NEWTEKは、CO2極低温液化装置のプロセスフローを設計し、HYSYSソフトウェアを使用して装置モデルを構築し、装置の最適な設計パラメータを決定し、最適な設計パラメータに基づいて装置を選択および計算しました。
中国が毎年排出するCO2の総量は約100億トンで、世界の総排出量の約4分の1を占めており、我が国の「カーボンニュートラル」と「カーボンピーク」目標の実現に大きなプレッシャーとなっている。炭素回収・利用・貯蔵技術（CCUS）は、「デュアルカーボン」目標を達成するための重要な技術手段の 1 つです。
CO 2 精製および液化プラントのプロセス原理
CO2 の相変化特性は、二酸化炭素ガスの液化の理論的基礎です。二酸化炭素の三重点温度は -56.6 度、圧力は 0.52MPa です。臨界温度は31.2度、臨界圧力は7.38MPaです。純粋な CO2 は、相変化プロセス中に 5 つの状態、つまり固相、液相、気相、濃厚相、超臨界相、および三重点と臨界点を示すことがわかります。 CO2 は、これら 2 点間の任意の温度で加圧冷却することで液化できます。これが、二酸化炭素の工業的液化の理論的基礎です。
CO 2 精製および液化プラントのプロセスフロー設計
上流からの原料ガスは、まず下部リボイラーに入り熱を供給し、次に予冷却器に入り、上部凝縮器から戻される非凝縮性ガスと熱交換し、さらに液化器に入りさらに凝縮および液化されます。原料ガスが液化装置を通過した後、ガスの約80％が凝縮して液体となり、混合流体はフラッシュタンクに流入してフラッシュ分離されます。分離された液体は精製塔に入り精製され、CO2濃度99%以上の液体製品が得られます。クーラーによって過冷却され絞り込まれた後、噴射システムに運ばれます。塔頂で得られた非凝縮性ガスは塔頂凝縮器（内蔵型）に入り、冷却後塔頂分離器（塔頂部空間を利用）に入り気液分離されます。分離された液体は還流のために塔の頂部に戻り、ガスを絞った後、フラッシュタンクからの絞られたガスと混合して、塔頂凝縮器の冷却能力を提供します。非凝縮性ガスは冷却能力を回復した後、予冷器に入り、再び生ガスの予冷のための冷却能力を提供します。 2 回目の冷却能力回復後の非凝縮性ガスは、排気のために排気システムに入ります。
装置全体では、液化器とサブクーラーに必要な冷却能力はアンモニア冷凍システムによって提供され、上部凝縮器に必要な冷却能力は絞り後の非凝縮性ガスによって提供され、下部リボイラーに必要な熱は原料ガス自体が運ぶ蒸発潜熱によって提供されます。プロセス フローは、Aspen HYSYS ソフトウェアを使用してモデル化されています。シミュレーションプロセスで使用されるユニットモジュールとその機能を簡単に紹介します。
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