DekEn

กรณีศึกษา · Case Studies

การออกแบบถังกวนดักจับ CO₂
สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหิน (Pilot)

Sizing a CO₂-capture stirred-tank reactor for a lignite power plant pilot — Rushton agitator + feed slurry pump + flue-gas blower at 10 m³/h scale

กรณีศึกษานี้เป็นเวอร์ชัน ไม่ระบุชื่อ — ตัวเลขเป็นค่าตัวแทนสำหรับ illustration; ชื่อลูกค้าและค่า process จริงถูกเก็บเป็นความลับ · This is an anonymised case study. Numbers are representative; client identity and confidential process values are withheld.

โจทย์ · The challenge

Mineral carbonation ด้วย Ca(OH)₂ ที่ขนาด pilot 10 m³/h

โรงไฟฟ้าถ่านหินในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ต้องการระบบนำร่องสำหรับ CO₂ capture โดยใช้ปฏิกิริยา mineral carbonation ระหว่างก๊าซไอเสีย (CO₂-rich flue gas) กับสารละลาย Ca(OH)₂ ในน้ำจากขี้เถ้า

ความท้าทายหลัก: การออกแบบ stirred-tank reactor ขนาด 10 m³ ให้มี L/G ratio ที่ถูกต้อง, อัตราการถ่ายเทมวลสาร (kLa) เพียงพอ และระบบ feed pump + blower ที่รองรับการทำงานได้จริงในสภาพโรงงาน

Gas-liquid mixing (Rushton)Van't Riet kLa correlationNienow regime mapSlurry feed pump (Ca(OH)₂)Flue-gas blower sizingNPSH₃ check (API 610)

วิธีใช้ DekEn · How DekEn was used

ออกแบบสามอุปกรณ์ในแพลตฟอร์มเดียว

Gas-Liquid Agitator (Rushton)
/calculators/gas-liquid-agitator

ป้อนขนาดถัง (D, H), impeller type (Rushton 6-blade), flow rate ของเหลว (10 m³/h) และ sparge gas rate — คำนวณ Power number (Np), แรงม้าที่ต้องการ, และ kLa ตาม Van't Riet (1979). ผู้ช่วยออกแบบตรวจสอบ Nienow regime map และแจ้ง flooding ที่ความเร็วเริ่มต้น 60 rpm พร้อม เป้าหมาย 90 rpm เพื่อ fix

Feed Pump — Ca(OH)₂ Slurry
/calculators/pump-sizing

คำนวณ system curve สำหรับ slurry (ρ ≈ 1 150 kg/m³) ที่ 12 m³/h; ตรวจสอบ pump head ≈ 25 m รวม friction loss (Darcy-Weisbach ท่อ Sch40) + static head + control valve ΔP. ผู้ช่วยออกแบบแจ้ง NPSH margin ต่ำ ที่ minimum flow พร้อมข้อแนะนำแก้ไข

Flue-Gas Blower (Sparger)
/calculators/blower-rating

ออกแบบ single-stage blower สำหรับ CO₂-rich flue gas (MW ≈ 30) ที่ 150 Nm³/h, inlet 40 °C; single-stage isentropic ΔT/ΔP; คำนวณ pressure rise ≈ 18 kPa(g) เพื่อเอาชนะ hydrostatic head ของน้ำในถัง + sparge nozzle ΔP

ผลจากผู้ช่วยออกแบบ · Design assistant findings

สิ่งที่ผู้ช่วยออกแบบ catch ได้

ผู้ช่วยออกแบบของ DekEn ตรวจสอบแต่ละผลลัพธ์กับเกณฑ์มาตรฐาน และให้คำตัดสิน pass / warn / fail พร้อมเป้าหมายที่ต้องแก้ไข

Flooding regime detected — ใบพัดเริ่มท้น

ที่ความเร็วตั้งต้น 60 rpm กับ gas flow rate เต็ม ผู้ช่วยออกแบบพบว่า L/G ratio เกิน flooding threshold ตาม Nienow regime map (1998) — ฟองก๊าซจะรวมตัวกันและ kLa ตก

แนะนำ: เพิ่มความเร็วใบพัดเป็น 90 rpm หรือลด gas flow rate ลง 30% — ผู้ช่วยแนะนำ 90 rpm เพื่อรักษา kLa target

Dispersed-bubble regime confirmed — ที่ 90 rpm

ที่ 90 rpm ระบบอยู่ในโซน dispersed-bubble ตาม Nienow regime map; kLa ≈ 0.023 s⁻¹ > target 0.02 s⁻¹

NPSH margin ต่ำที่ minimum flow — Feed pump

NPSHa − NPSHr = 0.8 m ที่ 30% turndown — เกณฑ์ API 610 แนะนำ ≥ 1.0 m ที่จุดทำงานต่ำสุด

แนะนำ: เพิ่มระดับของเหลวในถังป้อนอีก 0.5 m หรือเลือกปั๊มที่มี NPSHr ต่ำกว่า 0.3 m ที่จุดนั้น

ผลลัพธ์หลัก · Key results

ตัวเลขออกแบบที่ได้

พารามิเตอร์ค่าหมายเหตุ
ถัง / Tank volume10 m³Pilot-scale mineral carbonation reactor
ความเร็วใบพัด / Impeller speed≈ 90 rpmDesign assistant: target speed to maintain dispersed-bubble regime at P/V ~ 1 kW/m³
P/V — Power per unit volume~ 1.0 kW/m³Van't Riet correlation for kLa ≥ 0.02 s⁻¹ target
Feed pump head~ 25 mSlurry (Ca(OH)₂ in water) at 12 m³/h; checked against NPSH₃
Blower pressure rise~ 18 kPa(g)Flue-gas (CO₂-rich) at 150 Nm³/h sparge rate; single-stage isentropic
Dispersion verdictPASSDesign assistant confirmed dispersed-bubble regime at operating L/G

ต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม?

กรณีศึกษาแบบมีชื่อพร้อมค่า process จริงและ calculation sheet ฉบับเต็ม พร้อมให้ตามคำขอ (ขึ้นอยู่กับการได้รับอนุญาตจากลูกค้าเป็นลายลักษณ์อักษร)

A named, detailed version of this case study — including full calculation sheets and actual process values — is available on request (subject to written client permission).

ติดต่อสอบถาม · Request details