化工基礎(chǔ)概論第四章吸收(參考版)
2025-01-03 05:19本頁面
【正文】 當(dāng)上工序的生產(chǎn)過程波動(dòng)或生產(chǎn)任務(wù)改變時(shí)，將導(dǎo)致進(jìn)吸收塔的混合氣發(fā)生變化，為保持吸收過程的穩(wěn)定進(jìn)行，必須及時(shí)采取相應(yīng)的操作措施。此外，還應(yīng)考慮處理氣的流量和濃度條件變化對(duì)吸收操作的影響。 適宜的操作液氣比是設(shè)計(jì)者綜合考慮技術(shù)上的限制和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)化，進(jìn)行了多個(gè)方案的比較后確定的。若噴淋量過大，又會(huì)引起液泛，一般認(rèn)為噴淋密度在 10 m3/ （ m2? h ）。單位時(shí)間及單位塔截面積的液體噴淋量稱為噴淋密度。液氣比的調(diào)節(jié)、控制主要應(yīng)考慮如下幾方面的問題。 塔段間冷卻器能較均勻地移除熱量，但使吸收塔的高度因板間距的增大而增大，特別當(dāng)冷卻器的數(shù)目超過 3 ~ 4 個(gè)時(shí)，塔高增加很多，對(duì)操作和維修都帶來麻煩。為了能使液體借其自身重力進(jìn)行這樣的流動(dòng)，盲板與它下面的普通塔板的板間距應(yīng)適當(dāng)增加；為了充分利用冷卻器的傳熱面，安裝時(shí)，應(yīng)考慮有 U 形液封。板式塔的盲板與該塔的其他普通塔板的結(jié)構(gòu)相同， 只是沒有降液管。此種冷卻器一般為列管換熱器，通常豎直安裝，管程走吸收液，殼程走冷卻劑。 吸收操作溫度 塔段間冷卻器。但是，它不能均勻而及時(shí)地移走吸收過程中放出的熱量。氣體先進(jìn)入第一吸收塔進(jìn)行吸收，然后再進(jìn)入第二吸收塔；吸收劑則從第二吸收塔加入，經(jīng)過吸收提高了溫度的吸收液從第二塔塔底引出后，用冷卻器進(jìn)行冷卻，然后用泵再輸送至第一吸收塔。 塔間冷卻器。最常見的有兩種：塔外部的冷卻器和塔內(nèi)部的冷卻器。 吸收操作溫度 液氣比 吸收操作溫度 對(duì)于單塔的低濃度氣體吸收過程，為盡量降低尾氣濃度，提高吸收率，工程上常采用大噴淋量，此時(shí)吸收過程的放熱不可 能使體系的溫度有明顯變化，放熱對(duì)過程造成的影響可忽略。操作時(shí)，用泵將上塔的塔底溶液抽送至下一塔頂部噴淋用，氣體流向與液體相反。 1 、吸收劑不再循環(huán)的流程 如圖 4 10 （ A ）所示 2 、吸收劑部分循環(huán)的流程 如圖 4 10 （ B ）所示，操作時(shí)用泵從塔底將溶液抽出，一部分作為產(chǎn)品引出或作為廢液排放，另一部分則經(jīng)冷卻器冷卻后連同新吸收劑一起再送入塔頂噴淋。如果處理的氣量很大，或所需塔徑太大時(shí)，可考慮由幾個(gè)小直徑塔并聯(lián)操作。所以，非必要時(shí)不宜采用。另外，在吸收操作中有時(shí)有放熱現(xiàn)象，為保證過程接近等溫正常進(jìn)行，此時(shí)就必須進(jìn)行吸收劑的部分循環(huán)，通過大量的吸收劑不斷從吸收塔內(nèi)帶走熱量。特殊情況下如吸收質(zhì)極易溶于吸收劑，此時(shí)逆流操作的優(yōu)點(diǎn)并不明顯，為提高生產(chǎn)能力，可以考慮采用并流。但并流操作也有其自身優(yōu)點(diǎn)：并流操作可以防止逆流操作時(shí)的縱向攪動(dòng)現(xiàn)象；提高氣速時(shí)不受液泛的限制，不會(huì)限制設(shè)備的生產(chǎn)能力。 1 、填料塔內(nèi)，氣、液兩相可作逆流也可作并流流動(dòng)。 10 、填料塔的壓降比板式塔的壓降小，因而對(duì)減壓操作更為適宜 。 8 、填料塔可處理強(qiáng)腐蝕物系，因此可采用瓷質(zhì)填料。直徑大時(shí)則昂貴。 5 、板式塔的設(shè)計(jì)資料容易得到而且可靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確。 4 、填料塔適用于生產(chǎn)規(guī)模較小場(chǎng)合。 3 、當(dāng)氣、液接觸過程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔因涉及液體均布問題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 2 、填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，而某些類型的板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效的處理這些物系。當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不能很好的潤(rùn)濕，使傳質(zhì)效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。常用的除沫裝置有折板除霧器、填料除霧器和絲網(wǎng)除霧器等。向下傾斜的切口或向下彎的喇叭口，對(duì)于大塔可采用盤管式結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣裝置。 填料塔的氣體進(jìn)口裝置應(yīng)具有防止塔內(nèi)下流的液體進(jìn)入管內(nèi)，又能使氣體在塔截面積上分布均勻兩個(gè)功能。 氣液體進(jìn)口及出口裝置 液體的出口裝置既要便于塔內(nèi)排液，又要防止夾帶氣體，常用的液體出口裝置可采用水封裝置。 安排再分布裝置時(shí)，應(yīng)注意其自由截面積不得小于填料層的自由截面積，以免當(dāng)氣速增大時(shí)首先在此處發(fā)生液泛。截錐筒本身不占空間，其上下仍能充滿填料。常用的液體再分布器為截錐式再分布器，如圖 4 9 所示。 液體再分布裝置 液體在亂堆填料層向下流動(dòng)時(shí)，有一種逐漸偏向塔壁的趨勢(shì)，即壁流現(xiàn)象。它可對(duì)應(yīng)較大的液體流量波動(dòng)，對(duì)氣體的阻力較小。這種分布器自由截面積大，工作可靠，多為大直徑塔所采用。 液體分布裝置 盤式分布器常用于直徑較大的塔中，此類分布器制造比較麻煩，但可以基本保證液體的均勻分布。在溢流管的上端開缺口，這些缺口位于同一水平面上，便于液體均勻地流下。 盤式分布器見圖 4 8 （ b ）和（ c ）。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 噴灑式分布器（蓮蓬式）見圖 4 8 （ a ）。 液體分布裝置 液體分布裝置對(duì)填料塔的操作影響很大，若液體分布不均勻，則填料層內(nèi)的有效潤(rùn)濕面積會(huì)減少
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