多组分气体吸收和解吸过程.ppt

6 多组分气体吸收和解吸过程 目录 6.1概述 一 基本概念： 吸收：是利用气体混合物中各组分在某液体中溶解度的不同，用液体处理气体混合物而达到分离目的的传质过程。吸收时所用的液体溶剂称为溶剂（或吸收剂）。被吸收的组分称为溶质（或吸收质）。 解吸即溶质从液相中分离出来转移到汽相的过程，是吸收的逆过程。 若气体吸收过程中只有一个组分在吸收剂中具有显著的溶解度，其它组分的溶解度均小到可以忽略不计，则这种吸收称为单组分吸收。 若气体混合物中具有显著溶解度的组分不止一种，则这种吸收称为多组分吸收。 二 分类： 按照溶质和溶剂结合是溶解关系还时化学反应关系，可分成化学吸收和物理吸收；化学吸收按其化学反应的类型，又分发生可逆反应和不可逆反应的化学吸收过程 。 按照过程进行中有无显著的温度变化，可分为等温吸收和非等温吸收。 按照气体中能被吸收的物料量多少，可分成贫气吸收和富气吸收。 按照过程进行中气液两相接触的方式和采用的设备形式，可分成喷淋吸收、鼓泡吸收和降膜吸收等。 三 多组分气体吸收和解吸的工业应用 （典型应用见表6-1） 1 净化或精制气体 例如：用乙醇胺液脱除石油裂解气或天然气中的硫化氢、二氧化碳；乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中原料气的脱硫、脱卤化物；合成甲醇工业中的脱硫、脱二氧化碳；二氯乙烷生产过程中用水除去氯化氢等。 2 分离气体混合物 用以得到目的产物或回收其中一些组分。例如：石油裂解气的油吸收，将C2以上的组分与甲烷、氢分开；用N-甲基吡咯烷酮作溶剂，将天然气部分氧化所得裂化气中的乙炔分离出来；焦炉气的油吸收以回收苯；乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中用水吸收分离反应气体中的环氧乙烷，用碳酸钾吸收反应气体中的二氧化碳等。 3 将最终气态产品制成溶液或中间产品 例如：用水吸收氯化氢气体制成盐酸；用水吸收甲醛蒸汽制甲醛溶液；用水吸收丙烯氨氧化反应气中的丙烯睛作为中间产品等。 四 多组分吸收塔的结构 1 用于吸收过程的主要设备：是填料塔和板式塔。 2 填料塔内的传质方式： 填料塔内，以填料作为气液接触基本构件，操作中气流自下而上与自上而下流动的液体沿着填料表面进行传质过程，属于气液两相连续逆流接触式设备。 3 填料精馏塔与吸收塔的区别： 精馏过程也广泛采用填料塔，但操作的液气比（特别是真空精馏）要较吸收过程小得多，容易出现液体喷淋不均匀现象而影响传质效率，故填料精馏塔采用塔径范围较小（一般在800mm以下），传质单元高度约为吸收塔的二倍。吸收过程采用填料塔较之精馏过程具有更为有利的条件。这里重点介绍填料塔的结构。 4 填料塔的结构 （1）填料塔的总体结构 详见图6-1：主要由塔体及塔的附属结构如填料支承板、液体喷淋装置、液体再分配装置构成；有时根据需要尚装有气体入塔分布结构及除雾器等。 （2） 填料塔的附属结构 A 填料塔附属结构对吸收过程的影响： 在填料塔的设计中，除需正确计算填料层高度及主体几何尺寸以外，一些附属结构的设计和选择也很重要。否则容易引起气液分布不匀而严重影响传质效率，或者由于附属构件（例如支承板）阻力过大而影响塔的生产能力等。填料型式不同对这些构件的要求也不同，一些整砌型填料（例如波纹填料、栅条填料）及较精密小型填料（如丝网填料、乳化塔等）对气液分布要求更高。 B 主要附属结构： a支撑板 b液体喷淋装置 c液体再分配装置 d气体进塔装置 e除沫装置 f液体出口装置 g填料种类及选择 a 支撑板 填料的支承板一般应满足两个基本条件，即自由截面积不小于塔内填料层的孔隙率，强度足以支承填料的重量。 常见的填料支撑板和具体结构： 常见的支撑板（见图6-2）是能够满足这两项条件的支承板（主要用于拉西环填料），扁钢条间的适宜距离为填料外径的0.6～0.8倍左右。在较大直径的塔中也可采用较大间距，上面再放一层十字式瓷环隔层，然后再在上堆放拉西环等填料。 详见图6-2填料的支撑板 图6-3支撑板的剖视图 支撑板的选择：当用栅板（见图6-2（b））结构不能满足以上两项条件时，可采用升气管式（见图6-2（c））支撑板。气体由升气管的齿缝流出，液体由小孔及齿缝的底部溢流向下。当有足够的齿缝面积时，这种结构甚至能达到100％（对于塔截面积）的气相自由截面率。对于小型塔则可使用驼峰型支撑板（见图6-2（d））。 b液体喷淋装置 作用：直接影响塔内填料的表面有效利用率。 结构型式：喷淋装置的结构型式较多，主要有盘式、莲蓬式、管式、槽式等。 ①盘式分布器 (结构如图6-4)。 盘上开有φ3~10mm的筛孔，或设有＞15mm的溢流管。液体流到分布盘上以后，轻均匀地淋洒分布在整个塔截面上。分布盘的直径为塔径的0.6~0.8倍，适用于在直径800mm以上的塔。 ②莲蓬式喷洒器 (