吸收与解吸课件

二氧化碳汲取与解吸实验一、实验目的1.认识填料汲取塔的构造、性能和特色，练习并掌握填料塔操作方法；经过实验测定数据的办理解析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料汲取塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的办理解析。

二、实验内容1.测定填料层压强降与操作气速的关系，确立在必定液体喷淋量下的液泛气速。

2.固定液相流量和入塔混淆气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别丈量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积汲取总系数）。

3.进行纯水汲取二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。

三、实验原理：气体经过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体经过填料层压强降的大小决定了塔的动力耗费。

压强降与气、液流量均相关，不同样样液体喷淋量下填料层的压强降 P 与气速u的关系如图一所示：L 3＞ L 2＞ L 1aPk,P32L 0 = 01u , m/s图一填料层的P ～u关系当液体喷淋量 L00 时，干填料的P ～u的关系是直线，如图中的直线0。

当有必定的喷淋量时，P ～u的关系变为折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将P ～u关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。

传质性能：汲取系数是决定汲取过程速率高低的重要参数，实验测定可获得汲取系数。

关于同样的物系及必定的设施（填料种类与尺寸），汲取系数跟着操作条件及气液接触状况的不同样样而变化。

1.二氧化碳汲取 - 解吸实验依据双膜模型的基本假定，气侧和液侧的汲取质 A 的传质速率方程可分别表达为气膜G A k g A( p A p Ai ) （ 1）液膜G A k l A(C Ai C A ) （2）式中： G A—A组分的传质速率， kmoI s 1；2A —两相接触面积， m；P A—气侧A组分的均匀分压，Pa；P Ai—相界面上A组分的均匀分压，Pa；C A—液侧A组分的均匀浓度， kmol m 3C Ai—相界面上A组分的浓度kmol m 3k g—以分压表达推进力的气侧传质膜系数，kmol m 2s 1Pa 1;k l—以物质的量浓度表达推进力的液侧传质膜系数，m s 1。

化⼯单元操作吸收与解析吸收与解吸⼀．原理及典型流程1. 原理吸收解吸是⽯油化⼯⽣产过程中较常⽤的重要单元操作过程。

吸收过程是利⽤⽓体混合物中各个组分在液体(吸收剂)中的溶解度不同,来分离⽓体混合物。

被溶解的组分称为溶质或吸收质,含有溶质的⽓体称为富⽓,不被溶解的⽓体称为贫⽓或惰性⽓体。

溶解在吸收剂中的溶质和在⽓相中的溶质存在溶解平衡,当溶质在吸收剂中达到溶解平衡时,溶质在⽓相中的分压称为该组分在该吸收剂中的饱和蒸汽压。

当溶质在⽓相中的分压⼤于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从⽓相溶⼊溶质中,称为吸收过程。

当溶质在⽓相中的分压⼩于该组分的饱和蒸汽压时,溶质就从液相逸出到⽓相中,称为解吸过程。

2. 典型流程图氧⽓吸收解吸装置流程图1、氧⽓钢瓶2、氧减压阀3、氧压⼒表4、氧缓冲罐5、氧压⼒表6、安全阀7、氧⽓流量调节阀8、氧转⼦流量计9、吸收塔 10、⽔流量调节阀11、⽔转⼦流量计12、富氧⽔取样阀 13、风机14、空⽓缓冲罐 15、温度计16、空⽓流量调节阀17、空⽓转⼦流量计 18、解吸塔 19、液位平衡罐 20、贫氧⽔取样阀21、温度计 22、压差计23、流量计前表压计24、防⽔倒灌阀⼆．操作⽅法1.吸收塔开停车（1）开车操作规程装置的开⼯状态为吸收塔解吸塔系统均处于常温常压下，各调节阀处于⼿动关闭状态，各⼿操阀处于关闭状态，氮⽓置换已完毕，公⽤⼯程已具备条件，可以直接进⾏氮⽓充压。

1.1、氮⽓充压(1)确认所有⼿阀处于关状态。

(2)氮⽓充压①打开氮⽓充压阀，给吸收塔系统充压。

②当吸收塔系统压⼒升⾄1.0Mpa(g)左右时,关闭N2充压阀。

③打开氮⽓充压阀，给解吸塔系统充压。

④当吸收塔系统压⼒升⾄0.5Mpa(g)左右时，关闭N2充压阀。

1.2、进吸收油(1)确认①系统充压已结束。

②所有⼿阀处于关状态。

(2)吸收塔系统进吸收油①打开引油阀V9⾄开度50％左右，给C6油贮罐D-101充C6 油⾄液位70%。

吸收与解吸实验一、实验目的及任务：1、熟悉填料塔的构造与操作。

2、观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。

3、掌握总传质系数K x a的测定方法并分析影响因素。

4、学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。

二、基本原理：本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得到K x a=AL a·V b的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。

本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。

1、填料塔流体力学特性：气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。

在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为1.8～2的直线（图中aa线）。

当有喷淋量时，在低气速下（c点以前）压降也正比于气速的 1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。

随气速的增加，出现载点（图图1 填料层压降–空1中c点），持液量开始增大，压降气速线向上弯，斜率变陡（图中cd到液泛点（图中d点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

2、传质实验：填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。

在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。

本实验是对富氧水进行解吸。

由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。

整理得到相应的传质速率方式为：m p x A x V a K G ∆∙∙=m p A x x V G a K ∆∙=其中 22112211ln )()(e e e e m x x x x x x x x x -----=∆()21x x L G A -= Ω∙=Z V p相关的填料层高度的基本计算式为：OL OL x x e x N H xx dx a K L Z ∙=-Ω∙=⎰12 即 OL OL N Z H /=其中 m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112 ， Ω∙=a K L H x OL式中：G A —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] K x a —总体积传质系数[Kmol/m 3•h •Δx]V P —填料层体积[m 3]Δx m —液相对数平均浓度差x 1 —液相进塔时的摩尔分率（塔顶）x e1 —与出塔气相y 1平衡的液相摩尔分率（塔顶） x 2 —液相出塔的摩尔分率（塔底）x e2 —与进塔气相y2平衡的液相摩尔分率（塔底）Z—填料层高度[m]Ω—塔截面积[m2]L—解吸液流量[Kmol/h]H OL—以液相为推动力的传质单元高度N OL—以液相为推动力的传质单元数由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即K x=k x, 由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数K x a，应增大液相的湍动程度。

二氧化碳吸收与解吸实验一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。

二、实验内容1.测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。

2.固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。

3.进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。

三、实验原理：气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。

压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降 P 与气速u的关系如图一所示：L 3＞ L 2＞ L 1aPk,P32L 0 = 01u , m/s图一填料层的P ～u关系当液体喷淋量 L00 时，干填料的P ～u的关系是直线，如图中的直线0。

当有一定的喷淋量时，P ～u的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将P ～u关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。

传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。

对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。

1.二氧化碳吸收 - 解吸实验根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质 A 的传质速率方程可分别表达为气膜G A k g A( p A p Ai ) （ 1）液膜G A k l A(C Ai C A ) （2）式中： G A—A组分的传质速率， kmoI s 1；2A —两相接触面积， m；P A—气侧A组分的平均分压，Pa；P Ai—相界面上A组分的平均分压，Pa；C A—液侧A组分的平均浓度， kmol m 3C Ai—相界面上A组分的浓度kmol m 3k g—以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol m 2s 1Pa 1;k l—以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m s 1。

一、实训目的1.认识吸收解吸设备结构2.认识吸收解吸装置流程及仪表3.掌握吸收解吸装置的运行操作技能4.学会常见异常现象的判别及处理方法二、吸收与解吸实训装置功能：1开车前准备和正常开停车实训任务1.1工艺文件准备能识记吸收、解吸生产过程工艺文件（能识读吸收岗位的工艺流程图、实训设备示意图、实训设备的平面和立面布置图，能绘制工艺配管简图，能识读仪表联锁图。

熟悉吸收塔、解吸塔、填料及附属设备等主要设备的结构和布置）。

1.1.1吸收与解吸基本原理气体吸收是典型的化工单元操作过程，其原理是根据气体混合物中各组分在选定液体吸收剂中物理溶解度或化学反应活性的不同而实现气体组分分离的传质单元操作。

前者称物理吸收，后者称化学吸收。

吸收操作所用的液体溶剂称为吸收剂，以S表示；混合气体中，能够显著溶解于吸收剂的组分称为吸收物质或溶质，以A表示；而几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体，以B表示。

吸收操作所得的溶液称为吸收液或溶液，它是溶质A在溶剂S中的溶液；被吸收后排除出的气体称为吸收尾气，其主要成分为惰性气体B，但仍含有少量未被吸收的溶质A。

吸收操作在石油化工、天然气化工以及环境工程中有极其广泛的应用，按工程目的可归纳为：①净化原料气或精制气体产品；②分离气体混合物以获得需要的目的组分；③制取气体溶液作为产品或中间产品；④治理有害气体的污染、保护环境。

与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离出来而转移到气相的过程（用惰性气体吹扫溶液或将溶液加热或将其送入减压容器中使溶质放出），称为解吸或提馏。

吸收与解吸的区别仅仅是过程中物质传递的方向相反，它们所依据的原理一样。

⑴. 气体在液体中的溶解度，即气－液平衡关系在一定条件（系统的温度和总压力）下，混合气中某溶质组分的分压若一定，则与之密切接触而达到平衡的溶液中，该溶质的浓度也为一定，反之亦然。

对气相中的溶质来说，液相中的浓度是它的溶解度；对液相中的溶质来说，气相分压是它的平衡蒸汽压。

第五章：吸收 概述气液相平衡吸收过程的传质速率吸收塔的计算填料塔第一节：概述一、吸收吸收的定义：吸收是利用气态均相混合物中各组分在吸收剂中溶解度的差异来实现分离的单元操作。

吸收的目的：I.回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品II.除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理III.除去工业放空尾气中的有害气体，以免环境污染。

二、工业吸收了解工业生产中吸收及解吸过程、所需条件和典型设备例子工业上从合成氨原料混合气体中回收CO2乙醇胺脱硫法•需要解决的问题1.选择合适的溶剂2.提供适当的传质设备3.溶剂的再生三、溶剂的选择1.对溶质较大的溶解度；2.良好的选择性；3.温度变化的敏感性；4.蒸汽压要低；5.良好的化学稳定性；6.较低的黏度且不易生泡；7.廉价、无毒、易得、不易燃烧等经济和安全条件。

四、吸收的分类按有无化学反应：物理吸收和化学吸收按溶质气体的浓度：低浓度和高浓度吸收按溶质气体组分的数目：单组分和多组分吸收按有无热效应：等温和非等温吸收本章只讨论低浓度、单组分、等温的物理吸收过程。

五、吸收操作的经济性（费用）气液两相流经设备的能量损耗；溶剂的挥发及变质损失；溶剂的再生费用。

√六、吸收设备第二节：气液相平衡一、平衡溶解度恒温、恒压下，相互接触的气液两相的浓度不变时，气液两相之间的浓度关系。

气液两相组成的浓度分别用物质的摩尔分数来表示，即y= n i /Σn y 、x= n i /Σn x：气液两相中惰性组分的量不变,溶质与惰性组分摩尔比。

yy Y −=1xx X −=11.气体的溶解度气体在溶液中的溶解平衡是一个动态平衡，该平衡的存在是有条件的；平衡时气相中溶质的分压——平衡分压（或饱和分压），液相中溶质的浓度——平衡浓度（或饱和浓度），也即是气体在溶液中的溶解度；气体的溶解度是一定条件下吸收进行的极限程度；温度和压力对吸收操作有重要的影响；加压和降温对吸收有利；升温和降压对解吸有利。