【文章內(nèi)容簡介】 一般均采用逆流吸收流程。（四）部分溶劑循環(huán)吸收流程由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，當(dāng)液相噴淋量過小時，將降低填料塔的分離效率，因此當(dāng)塔的液相負(fù)荷過小而難以充分潤濕填料表面時，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴淋量，改善踏的操作條件。對于吸收過程,能夠完成其分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種,吸收用塔設(shè)備與精餾過程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求,即用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量,塔板或填料層阻力要小,具有良好的傳質(zhì)性能,具有合適的操作彈性,結(jié)構(gòu)簡單,造價低,易于制造、安裝、操作和維修等.但作為吸收過程,一般具有操作液起比大的特點,填料塔阻力小,效率高,有利于過程節(jié)能,所以對于吸收過程來說,或塔徑過大,使用填料塔不經(jīng)濟的情況下,以采用板式塔為宜. 填料的選擇尤為重要，所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求,又要使設(shè)備投資和操作費用較低但各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點，因此在使用上應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時，應(yīng)該主要考慮如下幾個問題：(1) 填料的性能（一） 比表面積：單位體積填料所具有的表面積稱為填料的比表面積，常以a表示，其單位為.（二） 空隙率：單位體積填料所具有的空隙體積，稱為填料的空隙率，以表示，其單位是.（三） 填料因子：由以上兩個填料特性組合成的形式，成為干填料因子，其單位。但填料經(jīng)噴淋后表面覆蓋了液層，其值發(fā)生了變化，故把實驗獲得的有液體噴淋條件下的相應(yīng)數(shù)值，成為濕填料因子，簡稱填料因子，以表示。（四） 單位體積填料層的填料個數(shù)，以n表示。（2）填料的類型與選擇（一）填料的類型填料的種類很多，可分為實體填料和網(wǎng)體填料兩大類。實體填料用陶瓷、金屬、塑料制成，主要有拉西環(huán)及其衍生型、鞍型、波紋填料等。網(wǎng)型填料用金屬絲網(wǎng)或多孔金屬片制成，主要有鞍型、壓延孔環(huán)、波紋網(wǎng)填料等。填料也可按裝料方法分為亂堆填料和整砌填料，亂堆填料指各種顆粒型填料，如拉西環(huán)、鞍型、網(wǎng)環(huán)等。整砌填料主要是指各種組合填料，如實體波紋板、波紋網(wǎng)、大尺寸的十字環(huán)等。常見的填料如下：（a）拉西環(huán)：拉西環(huán)是最早使用的一種人工填料，為一外徑與高相等的圓環(huán)。其構(gòu)造簡單、制造容易，但由于其存在較嚴(yán)重的塔壁偏流和溝流現(xiàn)象，目前在工業(yè)上應(yīng)用減少。（b）鮑爾環(huán)：鮑爾環(huán)是在20世紀(jì)50年代初期從拉西環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其結(jié)構(gòu)是在拉西環(huán)的環(huán)壁上開兩排長方形窗孔，被切開的環(huán)壁形成葉片，一邊與壁相連，另一端向環(huán)內(nèi)彎曲，并在中心處與其他的葉片相連。鮑爾環(huán)的這種結(jié)構(gòu)提高了環(huán)內(nèi)空間和環(huán)內(nèi)表面的有效利用程度，使氣體阻力降低，液體分布有所改善，因而在實際應(yīng)用中受到重視。（c）階梯環(huán)：階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)加以改進的產(chǎn)品。環(huán)壁上開有窗口，環(huán)內(nèi)有兩層互相交存的十字型翅片。環(huán)壁部分的高度僅為直徑的一半，其軸向的一端為向外翻卷的喇叭口，高度為全高的，由于軸向兩端不對稱，在填料層中各環(huán)相互呈點接觸。（d）鞍型填料：鞍型填料是一種敞開式的、沒有內(nèi)表面的填料，包括弧鞍型和矩鞍型兩種。弧鞍型的結(jié)構(gòu)簡單，用陶瓷制成，由于其兩面的對稱結(jié)構(gòu)在填料層中易相互重疊，故使填料表面不能被充分利用，影響了傳質(zhì)效果。矩鞍型在填料層中不相互重疊，因此填料表面利用率好，傳質(zhì)效果比相同尺寸的拉西環(huán)好。（e）顆粒型網(wǎng)體填料：顆粒型網(wǎng)體填料是由金屬絲網(wǎng)或多孔金屬片制成。因絲網(wǎng)材料很薄，填料可以做得很小，所以其比表面積都很大，而且孔隙率大，液體分布均勻，液膜薄，傳質(zhì)效果好，屬于高效填料。（f）波紋填料：波紋填料是一種整砌結(jié)構(gòu)的新型填料。它有由許多波紋型薄板垂直方向疊在一起，組成盤狀?？捎芯W(wǎng)體和實體兩種結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，故具有很大的比表面積。（二）填料種類的選擇填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個問題：（a）傳質(zhì)效率 傳質(zhì)效率即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級計算的表示方式，以每個理論級當(dāng)量的填料層高度表示，即HETP；另一是以傳質(zhì)效率進行計算的表示方式，以每個傳質(zhì)單元相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨缺硎?，即HTU。（b）通量 在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點氣速越高或氣象動能因子越大，則通量越大，塔的處理能力就越大。因此，在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點氣速或氣象動能因子的填料。（c）填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要性能，填料層的壓降越低，動力消耗越低，操作費用越少。選擇低壓降的填料對熱敏性物質(zhì)尤為重要。比較填料的壓降有兩種方法：一是比較填料層單位高度的壓降；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降。（d）填料的操作性能 填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生波動時維持穩(wěn)定操作。同時，還因=應(yīng)具有一定的抗污堵、康熱敏能力，以適應(yīng)物料的變化及塔內(nèi)溫度的變化。此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。(3) 填料尺寸的選擇 實踐表明，填料塔的塔徑與填料直徑的比值應(yīng)保持不低于某一下限值，以防止產(chǎn)生較大的壁效應(yīng)，造成塔的分離效率下降。一般來說，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于50mm的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。所以，一般大塔經(jīng)常使用50mm的填料。表2—2 填料尺寸與塔徑的對應(yīng)關(guān)系塔徑/填料尺寸/D≤300300≤D≤900D≥90020～2525～3850～80(4).填料材質(zhì)的選擇 對于填料材質(zhì)的原則，應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材料。對于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的抗腐蝕性材料，溫度高的應(yīng)采用材料的耐溫性能好的，溫度低的應(yīng)從考慮節(jié)省能源的角度選擇。本設(shè)計考慮以上因素，采用了DN38聚丙稀所料階梯環(huán)填料， 相關(guān)數(shù)據(jù)如下公稱直徑DN mm外徑高厚 d h δ,mm 比表面積α m2/m3空隙率 ε %個數(shù)n m3堆積密度 ρp kg/m3干填料因子φ m13838199127200175．8依據(jù)所用的吸收劑不同可以采用不同的再生方法，工業(yè)上常用的吸收劑再生方法主要有減壓再生，加熱再生及氣提再生等。（一）減壓再生（閃蒸）吸收劑的減壓再生是最簡單的吸收劑再生方法之一。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進入再生塔并減壓，使得溶如吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。該方法最適用于加壓吸收，而且吸收后的后續(xù)工藝處于常壓或較低壓力的條件，如吸收操作處于常壓條件下進行，若采用減壓再生，那么解吸操作需在真空條件下進行，則過程可能不夠經(jīng)濟。（二）加熱再生加熱再生也是吸收劑再生最常用的方法。吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進入再生塔內(nèi)并加熱使其升溫，溶入吸收劑中的溶質(zhì)得以解吸。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高品位的能量。一般采用水蒸汽作為加熱介質(zhì)，加熱方法可以依據(jù)具體情況采用直接蒸汽加熱或采用緝間接蒸汽加熱。（三）氣提再生氣提再生是在再生塔的底部通入惰性氣體，使吸收劑表面溶質(zhì)的分壓降低，使吸收劑得以再生。常用氣提氣體是空氣和水蒸氣。對于物理吸收而言,降低操作溫度,所以一般情況下,.對于化學(xué)吸收,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定,既要考慮溫度對化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的影響,也要考慮對化學(xué)平衡的影響,使吸收反應(yīng)具有適宜的反應(yīng)速度.對于再生操作,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度,因而有利于吸收劑的再生.對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,專門為吸收操作而為氣體加壓,從過程的經(jīng)濟性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力.對于化學(xué)吸收,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,對減小塔徑仍然是有利的.對于減壓再生(閃蒸)操作,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果.在吸收塔內(nèi)吸收劑的用量L（）和被處理氣體的流量G（），它的大小影響到吸收操作的推動力、塔徑、填料層高度和吸收劑的再生費用。在設(shè)計時必須是操作液氣比大于最小液氣比。它的大小與相平衡關(guān)系、吸收劑入塔濃度、溶質(zhì)吸收率等因素有關(guān)?！?，其最佳值應(yīng)有經(jīng)濟核算決定。若液氣比取較小值，則所排出的液體濃度就較高，溶質(zhì)回收的操作費用較便宜，但吸收塔變高，因此設(shè)備成本費提高。相反液氣比去較大值，則吸收塔高度變低，但塔徑變大，且解析費用會提高。在確定吸收劑用量時還必須考慮填料表面充分潤濕，一般要求在單位塔截面上液體的噴淋量即噴淋密度不小于512。如果液體吸收劑的用量不可能增加很多，則可采用使排除液的一部分在循環(huán)的吸收操作流程。第3章 吸收塔的工藝計算對于低濃度的吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可以近似取純水的物性數(shù)據(jù)由手冊