【文章內(nèi)容簡介】 收系統(tǒng)的介質以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料、金屬、陶瓷等材料。對于腐蝕性介質應采用相應的抗腐蝕性材料，如陶瓷、塑料、玻璃、石墨、不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應考慮材料的耐溫性能。（2）填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個比較復雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價升高。表21 散裝填料類型以及關聯(lián)常數(shù)A,K值散裝填料型AK規(guī)整填料類型AK塑料鮑爾環(huán)金屬絲網(wǎng)波紋填料金屬鮑爾環(huán)塑料絲網(wǎng)波紋填料塑料階梯環(huán)金屬網(wǎng)孔波紋填料金屬階梯環(huán)金屬孔板波紋填料瓷矩鞍塑料孔板波紋填料金屬環(huán)矩鞍（3）填料尺寸的選擇 實踐證明，填料塔的塔徑填料直徑的直徑的比值應保持不低于某一下限值,以防止產(chǎn)生較大的壁效應，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損失。所以，一般大塔經(jīng)常使用50mm的填料。但在大塔中使用小于20—25mm填料時，效率并沒有明顯的提高，一般情況下，可以按表選擇填料尺寸[8]。表22 填料尺寸與塔徑的對應關系塔徑/mm填料尺寸/mm D≤300300≤D≤900D≥90020～2525～38 50～80 因此對于水吸收二氧化硫的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用散裝填料。在所有散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好。階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進。與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種[9]。表23 聚丙烯階梯環(huán)幾何數(shù)據(jù)規(guī)格比表面積m2/m3空隙率堆積個數(shù)堆積重量填料因子m116**137029913625**2288150038*19*2720050*25*1074076*37*903420 操作參數(shù)的選擇吸收過程的操作參數(shù)主要包括吸收（或再生）壓力、吸收、（或再生）溫度以及吸收因子（或解析因子），這些條件的選擇應充分考慮前后工藝的工藝參數(shù)，從整個過程的安全性、可靠性、經(jīng)濟性出發(fā)，利用過程的模擬計算，經(jīng)過多方案對比優(yōu)化得出過程參數(shù)[10]。 操作壓力的選擇對于物理吸收，加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質推動力而提高過程的傳質速率，另一方面，也可以減少氣體的氣體的體積流率，減少吸收塔徑。所以操作十分有利。但工程上，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。對于化學吸收，若過程由質量傳遞過程控制，則提高操作壓力有利，若為化學反應過程控制，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，對較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[11]。 操作溫度的選擇對于物理吸收而言，降低操作溫度，對吸收有利。但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的，所以一般情況下，取常溫吸收較為有利。對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作。對于化學吸收，操作溫度應根據(jù)化學反應的性質而定，既要考慮溫度對化學反應速度常數(shù)的影響，也要考慮對化學平衡的影響，使吸收反應具有適宜的反應速度。對于再生操作，較高的操作溫度可以降低溶質的溶劑度，因而有利于吸收劑的再生。 吸收因子的選擇吸收因子是一個關聯(lián)了氣體處理量，吸收劑用量以及氣液相平衡常數(shù)的綜合的過程參數(shù)[12]： (21)式中 氣體處理量,kmol/hL吸收劑用量,kmol/h m氣體相平衡常數(shù)。 吸收劑的選擇對于吸收操作,選擇適宜的吸收劑,選擇吸收劑,要著重考慮如下問題.(一)對溶質的溶解度大所選的吸收劑多溶質的溶解度大,則單位量的吸收劑能夠溶解較多的溶質,在一定的處理量和分離要求下,吸收劑的用量小,可以有效地減少吸收劑循環(huán)量,這對于減少過程功耗和再生能量消耗十分有利。另一方面，在同樣的吸收劑用量下，液相的傳質推動力大，則可以提高吸收速率，減小塔設備的尺寸。(二)對溶質有較高的選擇性對溶質有較高的選擇性,即要求選用的吸收劑應對溶質有較大的溶解度,而對其他組分則溶解度要小或基本不溶,這樣,不但可以減小惰性氣體組分的損失,而且可以提高解吸后溶質氣體的純度。(三)不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應具有較低的蒸氣壓,以避免吸收過程中吸收劑的損失,提高吸收過程的經(jīng)濟性。(四)再生性能好由于在吸收劑再生過程中,一般要對其進行升溫或氣提等處理,能量消耗較大,因而,吸收劑再生性能的好壞,對吸收過程能耗的影響極大,選用具有良好再生性能的吸收劑,往往能有效的吸收氣體。以上四個方面是選擇吸收劑時應考慮的主要問題,其次,還應注意所選擇的吸收劑應具有良好的物理、,不易發(fā)泡,以防止在使用中發(fā)生變質,同時要求吸收劑盡可能無毒、無易燃易爆性,對相關設備無腐蝕性(或較小的腐蝕性).吸收劑的經(jīng)濟性主要指應盡可能選用廉價易得的溶劑[13]。表24 工業(yè)常用吸收劑溶質吸收劑溶質吸收劑氨水、硫酸硫化銨堿液、砷堿液、有機溶劑丙酮蒸汽水苯蒸汽煤油、洗油氯化氫水丁二烯乙醇二氧化碳水、堿液、碳酸烯酯二氯乙烯煤油二氧化硫水一氧化碳銅氨液第3章 吸收塔的工藝計算 基礎物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由參考書查得，20℃時水的有關物性數(shù)據(jù)如下：密度為： kg/m3黏度為：Pas= kg/(mh)表面張力為： kg/h2SO2在水中的擴散系數(shù)為： m2/h 氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質量為： kg/koml混合氣體的平均密度為： kg/m3混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度，查手冊得20℃空氣的黏度為： kg/(mh)查手冊得SO2在空氣中的擴散系數(shù)為： m2/h 氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得，常壓下20℃時SO2在水中的