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。 M4i〕l 5E U 加 W4 T4til 匚；何 F'Mi F4 睹 匚；4 咱 TEMi
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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
式中：L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m2 - s)；
Kxa 以AX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。
令：吸收因数A=L/mG
NOL= 土 顷-A) 72 + A]
OL 1 一 A 丫1 一 mX]
测定方法
(1)空气流量和水流量的测定
手动风量调节阀(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(y - y ) = L(x - x )
1 2 1 2
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，全吸收液储槽液位 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，全解吸 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。
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