Comparison of Separation Performance of a Structured Packed Column with a Tray-Type Column for H₂S and CO₂

Comparaison des performances de séparation d'une colonne à garnissage structurée avec celles d'une colonne à plateaux pour l'H₂S et le CO₂

Chemical and Petroleum Engineering Department, Shiraz University, Shiraz – Iran

Corresponding authors: baniadam@shirazu.ac.ir fathi@shirazu.ac.ir rahimpour@shirazu.ac.ir

Abstract

Absorption of acid gases, H₂S and CO₂, by methyl diethanol amine in a structured packed column equipped with Montz-Pak A3-500 was mathematically modeled. The dimensions of the channels as well as their number and liquid film flow model are similar to the Shilkin's work. Heat and mass transfer equations are derived for reacting liquid film and gas flowing counter currently into the column. Concentration distribution is calculated across the moving liquid film and no zone with equilibrium concentration conditions is considered in the reacting liquid. The results of the model for the structured column show a better performance for H₂S absorption compared with a tray column operating in the same conditions. The results obtained by the model indicate appreciable distribution of concentration and temperature along the column.

Résumé

L'absorption de gaz acides, H₂S et CO₂, par la méthyldiéthanolamine dans une colonne à garnissage structure équipée du Montz-Pak A3-500 a été modélisée mathématiquement. Les dimensions des canaux ainsi que leur nombre et le modèle d'écoulement du film liquide sont similaires à ceux des travaux de Shilkin. Les équations de transfert de la chaleur et de la masse sont dérivées pour le film liquide de réaction et le gaz qui s'écoule à contre courant dans la colonne. La répartition de la concentration est calculée sur tout le film liquide en mouvement et aucune zone présentant des conditions de concentration équilibrée n'est prise en compte dans le liquide réactif. Les résultats du modèle pour la colonne structurée montrent de meilleures performances d'absorption du H₂S qu'avec une colonne à plateaux dans les mêmes conditions. Les résultats obtenus par le modèle indiquent une répartition appréciable de la répartition de la concentration et de la température le long de la colonne.