吸收-解吸实训装置操作规程

吸收-解吸实训装置操作规程

1.工业背景

气体的吸收与解吸装置为化工的常见装置，在气体净化中常使用溶剂来吸收有害气体，保证合格的原料气供给，在合成氨、石油化工中原料气的净化过程中均有广泛应用。在合成氨脱硫、脱碳工段均采用溶剂吸收法脱除有害气体，吸收效率高，装置运行费用低廉。本装置考虑学校实际需求状况，采用水-二氧化碳体系为吸收-解吸体系，进行实训装置设计。 2.流程简介(附工艺流程示意图)

钢瓶内二氧化碳经减压后和风机出口空气混合后进入吸收塔下部，混合气体在塔内和吸收液体逆向接触，混合气体中的二氧化碳被水吸收由塔顶排出。出吸收塔富液排入吸收液缓冲罐后，经富液泵进入二氧化碳解吸塔上部，和解吸塔风机来空气在塔内逆向接触，溶液中二氧化碳被解吸出来，随大量空气由塔顶排出，溶液由下部进入解吸液缓冲罐，解吸液经解吸液泵打入吸收塔上部循环使用，继续进行二氧化碳气体吸收操作。

吸收-解吸工艺流程示意图

3.装置功能

3.1能进行机泵、容器、塔器等设备操作。

3.2能进行二氧化碳-水体系吸收、解吸实训，吸收、解吸装置操作考核。 3.3能进行吸收塔、解吸塔效率测定。

3.4系统可实现手动控制和自动控制，实时显示过程数据，有工控柜，可接入DCS

系统。

3.5装置为工程化布局、带操作平台、斜梯，反映工业吸收-解吸布局特点。 3.6能进行气相色谱分析及化学分析实训。

4.基本原理

气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO2组分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO2气体通入空气中混合以提高空气中的CO2浓度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定Kxa和HOL。

4.1计算公式 填料层高度Z为

z??dZ?0ZLKxa?xx12dxx?x??HOL?NOL



式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m2·s)；

Kxa 以△X为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m3·s)；

HOL 液相总传质单元高度，m； NOL 液相总传质单元数，无因次。



y?mx21ln[(1?A)1?A] 1?Ay1?mx1令：吸收因数A=L/mG

NOL?

测定方法

（1）空气流量和水流量的测定

（2）测定填料层高度Z和塔径D； （3）测定塔顶和塔底气相组成y1和y2； （4）平衡关系。 本实验的平衡关系可写成

y= mx 



式中：

m 相平衡常数，m=E/P；

E 亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa，取1atm。

对清水而言，x2=0,由全塔物料衡算

G(y1?y2)?L(x1?x2)

可得x1 。

5.操作方法 5.1开车前准备：

5.1.1由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪 表、电气、照明、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。 5.1.2按装置工艺流程顺序，对系统进行空气吹净。具体做法是：依次拆开阀门， 设备，用空气进行逐段或逐个设备进行吹净。各取样阀、压力表阀和排污 （液）阀进行通气检查和吹净。 5.1.3 系统气密性试验

1.气相管路:开启风机C401,C402，关闭系统其他阀门，将风机出口风压调至正常操作压力,检查各风机管路焊接点和法兰、丝口连接处是否泄漏，保压10分钟，如系统压力不降为气密性试验合格。

2.液相管路:开启自来水管路阀门，将自来水接入各待检测设备内，加水至各 设备放空管溢出为止，各液相管路内充满水。检查各管路、设备连接处及焊缝处，如无泄漏，则为合格。 5.1.4进行各单体设备试车。

1.C4O1风机试车:检查风机电路系统，启动风机，进行风机出口风压和出口风量调节。

2.C4O2风机试车:检查风机电路系统，启动风机，进行风机出口风压和出口风量调节。

3.P4O1吸收液泵试车:将吸收液槽加水至1/2-2/3液位，检查泵电路系统，调节吸收液泵出口管路阀门，启动吸收液泵，进行泵出口压力及流量调节，泵出口水由吸收塔排污阀排出。

4.P4O2解吸液泵试车: 将解吸液槽加水至1/2-2/3液位，检查泵电路系统，调节解吸液泵出口管路阀门，启动解吸液泵，进行泵出口压力及流量调节，泵出口水由解吸塔排污阀排出。 5.2开车： 5.2.1液相试车：

1.开吸收液进水阀（阀12），往吸收液储槽内加入清水，至吸收液储槽液位1/2-2/3处，关进水阀； 开解吸液进水阀，往解吸液储槽内加入清水，至解吸液储槽液位1/2-2/3处，关进水阀（阀12）。

2.开启吸收液储槽、解吸液储槽、吸收塔放空阀（阀33）、解吸塔的放空阀（阀25），关闭各设备排污阀。

3.开启吸收液泵进口阀（阀27）、启动吸收液泵，往吸收塔送入吸收液，调节吸收液泵出口流量为0.5-0.8m3/h(开度为40%左右），开启吸收塔吸收液出口阀（液封管道组下面两根管道处阀门），液封管道放空阀，控制吸收塔（扩大段）液位在1/2-2/3处。

4.开启解吸液泵进口阀(阀28），启动解吸液泵，开启解吸液泵出口阀，调节解吸液泵出口流量0.5-0.8m3/h(开度为40%左右），开解吸塔解吸液出口阀（液封管道组下根管道处阀门），控制解吸塔（扩大段）液位在1/2-2/3处。 5.调节解吸液泵、吸收液泵出口流量趋于相等，控制解吸液储槽和吸收液储槽液位处于1/2-2/3处，调节整个系统液位、流量稳定，可视为液相试车合格。

5.2.2液泛实验：

1.解吸塔液泛:当系统液相运行稳定后，控制液相流量在0.5-0.8m3/h(开度为40%左右）稳定，可启动解吸风机向解吸塔送风，关闭解吸风机出口手动调节阀及解吸风机去吸收塔流量调节阀，打开最上面的液封阀和放空阀，微开解吸风机进解吸塔阀门，调节电动调节阀开度逐渐增大，直至解吸塔系统出现液泛现象。2.吸收塔液泛:当系统液相运行稳定后，控制液相流量在0.5-0.8m3/h(开度为40%左右），可启动吸收风机向吸收塔送风，关闭电动调节阀解吸风机进解吸塔阀门，解吸风机去打开最上面的液封阀和放空阀，全开吸收塔流量调节阀、解吸风机出口手动调节阀，调节风机开度，直至吸收塔系统出现液泛现象，液泛实验时采用DN32管道放空。 5.2.3气液联动开车：

1.系统液相试车合格后，启动吸收塔风机，开启风机出口阀(阀23），向吸收塔供气，逐渐调整出口风量为1.9m3/h，调节二氧化碳钢瓶减压阀，二氧化碳钢瓶 出口压力控制在4.8MPa, 减压阀后压力控制在0.04MPa，流量为空气流量的1/19（100L/h）,和空气在空气缓冲罐混合后进入吸收塔，调节吸液流量，进行气液吸收。放空气体采用DN10管道，控制放空阀开度，控制吸收塔进气压力稳定在0.02MPa。

2.采用合适的液封管道（一般采用液封管道组最下端管道），调节吸收塔液相出口阀门开度，控制吸收塔（扩大段）液位在1/2-2/3处。

3.液相进解吸液储槽，经解吸液泵进入解吸塔上部，和解吸塔风机来空气进行气液接触，解吸出解吸液中的二氧化碳，控制整个解吸风量稳定在16m3/h，风机出口风压为13KPa。

4.采用合适的液封管道（一般采用液封管道组下往上数第二根管道），控制解吸塔（扩大段）液位在1/2-2/3处。

5.调节整个吸收-解吸系统，吸收液、解吸液、吸收塔进口气相组成及流量、解吸塔气相流量，平稳运行整个系统。

6.系统稳定半小时后，进行吸收塔进口气相采样分析、吸收塔出口气相采样分析、解吸塔出口气相组份分析，视分析结果，进行系统调整，控制吸收塔出口气相产品质量。 5.2.4停车：

1.关二氧化碳钢瓶出口阀门，停吸收塔风机、解吸塔风机。 2.停吸收液泵,解吸液泵。 3.将塔内残夜排入污水处理系统。 4.检查停车后各设备、阀门、仪表状况。 5.切断装置电源，做好操作记录。 6.正常操作注意事项

6.1安全生产，控制好吸收塔和解吸塔液位，熟练进行液封操作，严防气体窜入吸收液储槽和解吸液储槽。

6.2符合净化气质量指标前提下，分析有关参数变化，对吸收液、解吸液、解析 空气流量进行调整，保证吸收效果。

6.3注意系统吸收液量，定时往系统补入吸收液。

6.4要注意吸收塔进气流量及压力稳定，随时调节二氧化碳流量和压力至稳定 值。

6.5防止吸收液跑、冒、滴、漏。

6.6注意泵密封与泄漏。注意塔、槽液位和泵出口压力变化，避免产生汽蚀。 6.7经常检查设备运行情况，如发现异常现象应及时处理或通知老师处理。 6.8整个系统采用气相色谱在线分析。 7.事故处理与故障模拟

7.1会观察、分析、处理因吸收塔进口混合气浓度、流量变化引起的系统操作异 常，并能恢复至正常操作状态，保证吸收塔出口气体二氧化碳在工艺指标内。 7.2会观察、分析因解吸空气流量变化引起的异常现象并恢复至正常操作状态， 保证吸收塔吸收效果良好。

7.3会观察、分析因吸收液流量变化引起的异常现象并恢复至正常操作状态，保 证吸收塔吸收效果良好。

7.4能处理吸收塔、解吸塔液泛事故。

7.5吸收液串入吸收液储槽，应立即停车处理，并报告老师，得到来时批准后方 可继续开车。

7.6解吸液串入解吸液储槽，应立即停车处理，并报告老师，得到来时批准后方 可继续开车。

7.7故障模拟：正常操作中的故障扰动（故障设置实训）

在吸收-解吸正常操作中，由教师给出隐蔽指令，通过不定时改变某些阀门、 风机或泵的工作状态来扰动吸收-解吸系统正常的工作状态，分别模拟出实际吸收-解吸生产工艺过程中的常见故障，学生根据各参数的变化情况、设备运行异常现象，分析故障原因，找出故障并动手排出故障，以提高学生等对工艺流程的认识度和实际动手能力。

7.7.1进吸收塔混合气中二氧化碳浓度波动大 ：在吸收-解吸正常操作中，教师 给出隐蔽指令，改变吸收质中的二氧化碳流量，学生通过观察浓度、流量和液位等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。

7.7.2吸收塔压力保不住（无压力）：在吸收-解吸正常操作中，教师给出隐蔽指 令，改变吸收塔放空阀工作状态，学生通过观察浓度、流量和液位等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。 7.7.3进吸收塔混合气中二氧化碳浓度波动大 ：在吸收-解吸正常操作中，教师 给出隐蔽指令，改变吸收质中的空气流量，学生通过观察浓度、流量和液位等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。 7.7.4解吸塔发生液泛 ：在吸收-解吸正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变解

吸风机出口空气流量，学生通过观察解吸塔浓度、流量和液位等参数的变 化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。

7.7.5吸收塔液相出口量减少：在吸收-解吸正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变吸收液泵吸收剂的流量，学生通过观察吸收塔浓度、流量和液位等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。 7.7.6解吸液储槽液位抽空 ：在吸收-解吸正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变吸收液储槽放空阀的工作状态，学生通过观察解吸塔浓度、流量和液位等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。

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