【文章內(nèi)容簡介】 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，如陶瓷、塑料、玻璃、石墨、不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應(yīng)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(fù)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(guān)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(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(yīng)關(guān)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(jìn)。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(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)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(yīng)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(jì)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(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)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(jì)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(jìn)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(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[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(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(guān)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(zhì)的溶解度大所選的吸收劑多溶質(zhì)的溶解度大,則單位量的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì),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(zhì)推動力大，則可以提高吸收速率，減小塔設(shè)備的尺寸。(二)對溶質(zhì)有較高的選擇性對溶質(zhì)有較高的選擇性,即要求選用的吸收劑應(yīng)對溶質(zhì)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(zhì)氣體的純度。(三)不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應(yīng)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(jì)性。(四)再生性能好由于在吸收劑再生過程中,一般要對其進(jìn)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(yīng)考慮的主要問題,其次,還應(yīng)注意所選擇的吸收劑應(yīng)具有良好的物理、,不易發(fā)泡,以防止在使用中發(fā)生變質(zhì),同時要求吸收劑盡可能無毒、無易燃易爆性,對相關(guān)設(shè)備無腐蝕性(或較小的腐蝕性).吸收劑的經(jīng)濟(jì)性主要指應(yīng)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(zhì)吸收劑溶質(zhì)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(chǔ)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(guān)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(kuò)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(zhì)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(kuò)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