在确定吸收操作的流程时,首先要考虑的是气、液两相的流向问题,在一般情况下,吸收操作多采用逆流流程。此时,两相的平均传质推动力最大,吸收效果好,单位质量吸收剂所能溶解的溶质量较小,所需塔高较低,设备费用少;在溶质溶解度很大的情况下,也可采用并流操作,即两相均从上向下流动,这样就避免了逆流操作时两相相互阻碍流动的现象,两相流量的变化不受液泛的限制;当吸收剂的喷淋密度很小,不足以使所有的填料得到润湿或溶质的溶解热很大时,可考虑采用吸收剂的部分再循环,以使填料表面尽可能都得到润湿,并使吸收塔内的温升不至于过高,使吸收操作在较低的温度下进行,此种操作在工程上称之为“返混”,它不仅会使过程平均推动力减小,还增大了动力消耗,只有在非常必要时才使用。下面介绍几种典型的操作流程。
一、吸收剂部分再循环的吸收流程
如图5-24所示,操作时用泵从塔底将溶液抽出,一部分引出进入下一工序或作为废液排放,另一部分则经冷却器冷却后与新鲜吸收剂一起返回塔顶重新喷淋。
图5-24 部分吸收剂再循环的吸收流程
1-填料塔;2-泵;3-冷却器
二、多塔串联吸收流程
当分离要求很高,所需填料层高度过高或出塔液体温度过高时,可考虑将一个高塔分成若干个矮塔串联操作。图5-25为三塔串联逆流吸收流程。操作过程中,气体由第一塔底部进入,依次通过各塔后由第三塔顶部排出,用泵将第三塔的塔底溶液抽送至前一塔顶部喷淋,依次经过各塔后从第一塔底部排出。在相邻塔之间装设冷却装置,确保较低的液体进塔温度,提高吸收效果。
图5-25 串联吸收流程
1-填料塔;2-贮槽;3-泵;4-冷却器
三、吸收-解吸联合操作流程(www.xing528.com)
在实际生产中,最常见的流程是吸收与解吸的联合操作,这样的操作既能使气体混合物得到较完全的分离以实现回收纯净溶质、净化尾气的目的,又能使吸收剂得到不断地再生以重新循环使用,减少了新鲜吸收剂的用量,是一种经济有效的操作流程。
图5-2为一个简单的吸收-解吸联合操作流程。用泵将吸收塔底部的吸收液送至解吸塔顶部喷淋,在解吸塔内用减压或升温的方法使溶质由液相扩散至气相,再将从解吸塔底部得到的含溶质很少的吸收剂泵送至冷却器降温后进入吸收塔顶部进行吸收操作。在吸收塔顶,得到较纯净的惰性组分,而在解吸塔顶,可获得较纯净的溶质组分。
【想一想】
1.气膜控制与液膜控制两种情况下分别如何强化传质?
2.吸收剂用量改变会对吸收操作有什么影响?
3.传质单元高度和传质单元数分别与哪些因素有关?
4.填料有哪些类型? 怎样评价填料的性能? 通过哪些参数来衡量填料塔的流体力学性能?
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