《化工原理吸收》课件

《化工原理吸收》-化学工程原理是化工专业的重要基础课吸收是化工分离技术中常用的操作之一课程目标掌握吸收过程基本原熟悉吸收设备种类掌握吸收设备设计计了解吸收过程应用理算学习常用的吸收设备类型了解吸收过程在化工生产理解吸收过程的定义、目，包括填料塔、喷淋塔和掌握吸收设备的设计计算中的应用，包括气体净化的和基本原理，包括传质板式塔等，了解其结构特方法，包括传质系数、塔、废气处理和产品分离等、传热和化学反应等点和工作原理高、填料层高度和气液比方面等关键参数的计算吸收过程概述吸收是气体混合物中的一种分离过程，其中一种或多种组分从气相转移到液相，并溶解在吸收剂中吸收过程通常在塔式设备中进行，气体从塔底进入，与从塔顶喷淋的液体吸收剂接触，在气液两相间发生传质，从而达到分离的目的吸收过程广泛应用于化工、石油、天然气、环保等领域，例如脱硫、脱硝、捕集、去除等CO2VOCs吸收产生的目的去除有害气体分离有价值成分制备特定物质吸收过程可以有效地去除工业生产中例如，在天然气处理中，吸收过程可吸收过程还可以用于制备特定物质，产生的有害气体，如二氧化硫、氨气用于分离和回收天然气中的二氧化碳例如吸收二氧化碳制备碳酸饮料，吸和氯气等，保护环境，改善空气质量，提高天然气纯度和价值收氨气制备氨水等影响吸收过程的因素温度压力液相流速气相流速温度升高，气体溶解度降低压力升高，气体溶解度增加液相流速增加，吸收速率提气相流速增加，吸收速率降，吸收速率下降，吸收速率提升高低吸收设备类型填料塔喷淋塔12填料塔使用惰性填料来增大气液接触面积，提高传质效喷淋塔利用喷淋液体与气体接触，通过液体对气体的吸率，常用于气体吸收和脱除收来达到分离的目的板式塔其他34板式塔利用多层塔板，液体在塔板上形成液膜，与气体除上述三种常见类型外，还有一些特殊类型的吸收设备接触进行传质，常用于气体吸收和蒸馏，如文丘里吸收器、旋风吸收器等塔式吸收装置的结构塔式吸收装置是化工生产中常用的气体净化设备，它主要由塔体、填料层、喷淋系统和液体收集器等部分组成塔体通常为圆柱形或矩形，填料层用于增大气液接触面积，喷淋系统将吸收液均匀喷洒到填料层上，液体收集器用于收集吸收液塔式吸收装置的设计需要根据气体性质、吸收液性质和吸收率等因素进行选择和计算，以确保吸收效率和安全运行填料塔吸收过程特点气液接触面积大压降低填料塔内部填充大量填料，增加了气填料塔的结构特点导致其阻力较小，液接触面积，提高了传质效率压降较低，有利于降低操作成本操作弹性大处理量大填料塔可以根据实际情况调整气液比填料塔可以处理大量气体，适用于大和液气流量，操作灵活，适应性强规模生产过程填料塔设计计算气液两相接触面积填料层表面积与气体流速、液体流速、吸收剂浓度有关传质速率气体和液体之间的传质速率取决于气体分压差、液体浓度差、填料特性填料层高度填料层高度取决于所需的传质速率、填料特性、气液流速塔径塔径与气体流量、填料层高度、填料特性有关设备尺寸根据计算结果确定塔高、塔径等参数，并选择合适的设备尺寸填料塔的效率指标描述传质效率填料塔的传质效率通常由气液两相之间的传质速率决定液泛点气体流速过高会导致液体无法正常通过填料层，降低吸收效率压降填料层对气体流动的阻力会造成压降，影响系统能耗填料塔操作工艺操作条件控制1操作压力、温度、气液比、进料浓度进料控制2控制进料量、浓度，保持稳定液位控制3保持合适的液位，防止倒灌和液泛排放控制4及时排出塔底富液，保证塔正常运行填料塔的操作工艺主要包括操作条件控制、进料控制、液位控制和排放控制合理的控制和调节这些因素，可以提高填料塔的吸收效率，并保证塔的安全稳定运行喷淋塔吸收过程特点结构简单操作灵活喷淋塔结构相对简单，易于喷淋塔操作灵活，易于调节制造和安装，运行成本低气液比和液滴大小，可适应不同操作条件气液接触面积大气速限制喷淋塔的液滴表面积大，与喷淋塔的气速受限，气速过气体充分接触，有利于提高高会导致液滴被气流带走，吸收效率降低吸收效率喷淋塔设计计算喷淋塔结构1喷淋塔主要由塔体、喷淋器、填料层、气体进口、液体进口、液体出口等组成气液接触2通过喷淋器将液体均匀地喷洒到填料层，增加气液接触面积和接触时间，提高传质效率计算步骤3喷淋塔设计计算需根据气体流量、浓度、吸收剂流量、浓度等因素进行计算，确定塔径、高度、填料种类和尺寸等参数喷淋塔的效率喷淋塔操作工艺喷淋塔的操作工艺至关重要，直接影响吸收效率和设备运行稳定性启动1先启动循环水泵，然后启动风机，再打开进料阀门正常运行2控制进料量、循环水量、吸收剂浓度停机3先关闭进料阀门，再关闭风机，最后关闭循环水泵安全操作4定期检查设备运行状态，及时处理故障喷淋塔操作工艺需根据具体情况进行调整，确保设备安全高效运行板式吸收装置的结构板式吸收塔是常用的吸收装置，由多层塔板和塔体组成塔板上有孔洞和隔板，用于气液两相的接触和混合塔板上还设置了导流板，确保气体均匀分布，提高吸收效率塔体则起到支撑塔板和连接气体进出口的作用板式吸收过程特点高效接触气液分布均匀压力降低操作灵活板式吸收塔的结构使气液相气液相在塔内均匀分布，避板式吸收塔的压力降比填料板式吸收塔结构简单，操作充分接触，提高了传质效率免了局部短路，提高了吸收塔低，有利于降低能耗方便，易于维护效果板式吸收设计计算物料衡算计算进出口气体和液体的流量、组成和温度，确定吸收剂用量传质速率通过传质系数和传质推动力，计算气液两相之间的传质速率塔高计算根据传质速率和塔径，确定达到所需吸收率所需的塔高塔径设计计算所需塔径，确保气液两相在塔内有足够的接触面积，以达到设计要求塔板设计选择合适的塔板类型，并根据操作条件进行设计，如气液分布、液泛点等辅助设备设计设计所需的辅助设备，如进出料管、喷淋器、填料层等板式吸收的效率板式吸收塔的效率受到多种因素的影响，包括板式结构、操作条件和气液两相的性质板式吸收塔的效率通常用吸收率或传质效率来表示90%80%吸收率传质效率是指被吸收物质在气相中被吸收是指实际传质速率与理论传质速的百分比率的比值板式吸收操作工艺启动阶段1确保设备运行正常，检查仪表和阀门稳定运行阶段2控制气液比、温度和压力，保持最佳操作条件停机阶段3逐步降低进料流量，关闭设备，清理废液安全操作4严格遵守操作规程，做好安全防护溶液溶液吸收过程-溶解度化学反应溶解度是指在一定温度和压力下，溶质在溶一些溶液溶液吸收过程涉及化学反应，例如-剂中达到饱和状态时的浓度溶液溶液吸收二氧化碳被氨水吸收时，会发生化学反应生-过程中，溶质需要溶解在吸收液中才能实现成碳酸氢铵，从而提高吸收效率吸收溶解度越高，吸收效率越高混合温度溶液溶液吸收过程需要充分混合吸收液和气温度会影响溶解度和化学反应速率，从而影-体，以确保溶质能够充分接触吸收液，从而响吸收效率一般来说，温度越高，溶解度实现高效吸收越低，但化学反应速率越快溶液溶液吸收设备-吸收塔混合器12溶液溶液吸收过程通常在吸收塔中进行吸收塔可以是为了促进溶质的快速吸收，需要在吸收塔之前设置混合-填料塔、喷淋塔或板式塔器，以确保吸收液与气体充分混合泵再生装置34为了将吸收液循环到吸收塔中，需要使用泵，以维持稳吸收液吸收一定量的溶质后，需要进行再生处理，以去定的液流速除溶质并恢复吸收能力溶液溶液吸收设计计算-物料平衡1首先要进行物料平衡计算，确定进料、出料和吸收剂的流量以及组分传质速率2根据传质理论，计算传质速率，确定吸收塔的有效面积和高度塔径计算3根据气速和液速，确定塔的直径，并选择合适的填料类型和填充高度溶液溶液吸收效率-指标数值吸收率以上90%传质效率以上85%能量效率以上75%溶液溶液吸收效率取决于多种因素，包括溶剂选择、操作条件和设备-设计溶液溶液吸收操作工艺-工艺参数控制1确保操作条件稳定物料平衡调节2优化进料和出料量吸收剂选择3根据目标气体特性设备维护4保证设备正常运转溶液溶液吸收操作工艺关键在于确保稳定操作条件，包括温度、压力、吸收剂浓度等-通过调节进料和出料量，可以优化吸收效率吸收过程选择原则物料特性操作条件经济因素环保要求吸收剂与被吸收组分的物温度、压力、气液比等操吸收剂成本、设备投资、考虑吸收过程中产生的废理化学性质，如溶解度、作参数会影响吸收效率，运行费用等经济因素需要液、废气等对环境的影响挥发度、反应速率等，直需要根据实际情况进行选综合考虑，选择性价比高，选择环保友好的工艺和接影响吸收效率择的方案设备吸收工艺选型填料塔喷淋塔板式塔溶液溶液吸收-填料塔广泛应用于气体吸收喷淋塔结构简单，易于操作板式塔传质效率高，适用于溶液溶液吸收适用于处理-，处理量大，操作压力低，，适用于处理气体量较小，处理高浓度气体，但结构复含有可溶性物质的气体，可能耗低浓度较高的气体杂，造价较高获得更高纯度的产物，但设备复杂，工艺要求严格吸收工艺故障分析进料浓度变化吸收剂流量变化吸收塔进料中目标组分浓度吸收剂流量不足会降低吸收波动会导致吸收效率下降效率，流量过高则可能导致吸收塔液泛吸收塔温度变化填料堵塞吸收塔温度升高会降低吸收填料长期使用可能发生堵塞效率，温度过低则可能导致，导致气液接触面积减少，吸收剂结冰吸收效率下降吸收工艺优化提高吸收效率合理选择吸收剂，提高吸收剂浓度，优化操作条件，如温度、压力等降低能耗优化吸收塔结构，减少气体阻力，降低能耗，选择高效吸收设备，减少设备投资减少污染物排放提高吸收效率，减少废气排放，采取措施减少吸收过程中的污染物排放吸收工艺发展趋势效率提升智能化控制

1.

2.12吸收塔设计更优化，填料应用传感器和数据分析，和板式结构不断改进，提实现实时监测和智能控制高传质效率和降低能耗，提高吸收过程的稳定性和安全性环境友好多功能化

3.

4.34采用新型吸附剂和膜分离吸收工艺与其他分离技术技术，减少废气排放，实集成，实现多组分物质的现绿色环保生产分离和提纯课程总结本课程涵盖了吸收过程的基本原理、设备类型、设计计算和操作工艺重点介绍了填料塔、喷淋塔和板式吸收装置的特点和应用。