项目1 认识气体吸收装置
【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】
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1．通过观察吸收实训装置，掌握吸收塔的基本结构和工作原理。
2．熟悉吸收塔各部件的结构和作用。
3．掌握吸收操作基本知识。
【教学重点、难点】
难点：吸收机理
【教学方法】
采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。 【学时安排】8学时
【教学建议】
先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习气体吸收的相关知识。
【教学过程】
一、导入
酸雨是怎样形成的？怎样净化含污染物的尾气？可以用吸收解决之。
吸收是分离气体混合物的操作，如用水吸收氨气制取氨水，工业废气中SO2等有害气体的
处理，均为吸收操作。
二、教师讲授及演示实训步骤
1．布置实训任务：认识气体吸收装置。
家用供暖系统2．引导学生先大致了解气体吸收装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。
图6-1 气体吸收装置
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
观察吸收塔主体——观察填料类型——观察进气系统——观察尾气测定系统——观察仪表及调节系统
四、检查评价
学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
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五、相关知识
在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
一、吸收塔
学生自学、讨论内容
1．填料塔的结构是怎样的？各部件起什么作用？A型和B型填料塔有什么区别？
塔体、支座
液体进口、液体分布器、液体再分布器、液体收集器、液体出口
填料、填料压板、填料支承板
气体进口、气体出口
教师讲授内容
1．填料的种类、结构、装填方式及其特点
根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
（1）散装填料（乱堆填料、颗粒填料）
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。如图6-3所示。
（a）鲍尔环 （b）梯形环
（c）矩鞍填料 （d）环鞍形填料 （e）球形填料
图6-3 几种典型的散装填料
（2）规整填料
根据几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。如图6-4所示。
（a）格栅填料 （b）金属丝网波纹填料 （c）陶瓷波纹填料
图6-4 常见规整填料
常见填料的结构特点及应用见表6-1。
（3）填料的特性
比表面积指单位体积填料的表面积，以a表示，单位为m2/m。填料的比表面积越大，所提供的气、液传质面积越大，气、液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高。
空隙率是指单位体积填料中的空隙体积，以ε表示，单位为m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，结构越开敞，通量越大，气体通过的能力越大且压降低。
填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a/ε3，称为填料因子，单位为1/m。填料因子值越小，表明流动阻力越小。
几种填料的综合评价见表6-2。波纹填料最好，金属鞍环填料次之。
2．填料支承板的类型与结构
用途是支承塔内的填料，同时又能保证气、液两相顺利通过。
栅板如图6-5所示。如将填料乱堆在其上，会堵塞空隙，减少开孔率，故常用于规整填料塔。
气体喷射式支承板，气体容易进出填料层，液体也可自由排出，利于液体的均匀分配，避免了液泛现象。如图6-6所示。
图6-5 栅板结构 图6-6 气体喷射式支承板结构
3．液体分布器的类型与结构
液体分布器的作用是将液体均匀地分布在填料表面上，提高填料表面的有效利用率。液体分布器的位置通常高于填料表面150～300mm。常用的液体分布器有莲蓬头式、多孔排管式、盘式、齿槽式等。如图6-7所示。
（a）槽盘式 （b）齿槽式
（c ）喷洒式分布器喷嘴（d）排管式
图6-7 液体分布器
4．液体再分布器的类型与结构
改善壁流的情况，在填料层内部每隔一定高度设置一液体分布器。常见的有多孔盘式分布器、锥形分布器。如图6-8所示。如考虑分段卸出填料，可在分布器之上另设支承板。
（a）截锥式 （b）多孔盘式
图6-8 液体再分布器
5．除沫器的类型与结构
除沫器是用来除去填料层顶部逸出的气体中的液滴，安装在喷淋装置上方。除沫器种类很多，常见的有折板除沫器、丝网除沫器和旋流板除沫器等，其中丝网除沫器应用广泛，如图6-9所示。当塔内气速不大，工艺过程无要求时，可不设除沫装置。
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图6-9丝网除沫器
二、吸收的基础知识
学生自学、讨论内容
2．吸收是怎么回事？解吸又是怎么回事？
3．吸收剂、吸收质和惰性气分别是指什么？
教师讲授内容
2．吸收操作的应用
（1）制取溶液。如用水吸收氨气制取氨水，用水吸收氯化氢制取盐酸等。
（2）分离气体混合物。如用洗油（煤焦油的精制品）处理焦炉气，除去其中的少量苯及甲苯蒸气。
（3）除去气体中有害的杂质。如用丙酮脱出石油裂解气中的乙炔。
（4）回收气体混合物中有用组分，以综合利用，保护环境。如工业废气中SO2，NO，NO
2，H2S等有害气体的处理。
学生自学、讨论内容
4．以煤气脱苯为例，说明吸收操作的流程（图6-10）。
图6-10 吸收解吸流程
教师讲授内容
3．吸收过程的分类
吸收操作可以按不同方法分类，见表6-3。
表6-3 吸收操作的分类
分类方法 | 分类 | 特 点 |
按吸收过程有无化学反应分类 | 物理吸收 | 吸收过程中溶质与吸收剂之间不发生明显的化学反应 |
化学吸收 | 吸收过程中溶质与吸收剂之间有明显的化学反应抛物面雷达物位计 |
按被吸收的组分数目分类 | 单组分吸收 | 混合气体中只有一个组分进入液相，其余组分皆不溶解于吸收剂 |
多组分吸收 | 混合气体中有两个或更多组分进入液相 |
按吸收过程有无温度变化分类 | 等温吸收 | 吸收过程的热效应较小，或被吸收组分在气相中浓度很低，而吸收剂用量相对较大时，温度升高不显著 |
非等温吸收 | 电磁大锅灶吸收过程中热效应较大，或有反应热产生，随着吸收过程的进行，溶液温度逐渐变化 |
按吸收过程的操作压力分类 | 常压吸收 | 吸收操作在常压下进行 |
加压吸收 | 吸收操作在一定压力下进行，以增大溶质在吸收剂中的溶解度 |
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三、吸收原理
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