吸收—解吸装置实训指导

夏龙贵

[摘要]本文是一篇吸收一解吸实训指导教程，介绍了基于天津睿智天成和江西省化学工业学校联合开发的吸收一解吸装置的实训目的、任务，介绍了装置的工艺流程及设备，详细叙述了吸收解吸实训的开车及停车操作步骤。

[关键词]吸收一解吸装置，实训指导

一、实训目的

本项目以天津睿智天成和江西省化学工业学校联合开发吸收一解吸装置为对象进行训练，训练目的是针对该吸收一解吸装置，了解吸收一解吸装置的基本结构及流程；掌握吸收一解吸单元操作的基本技能，为化工生产中吸收一解吸操作打下基础。

二、项目任务

1.认识吸收一解吸装置流程及设备；

2.认识吸收一解吸装置中二氧化碳气体分析仪。

3.掌握吸收一解吸装置的运行操作方法。

三、工艺流程概述

压缩空气（载体）由空气压缩机提供，经过VA003，VAl03与由钢瓶提供的二氧化碳（溶质，二氧化碳流量由FICl05控制），二者混合后从吸收塔T101的底部进入吸收塔向上流动通过吸收塔，与下降的吸收剂逆流接触吸收，吸收尾气一部分进入二氧化碳气体分析仪（A103），大部分排空；吸收剂（解吸液）存储于解吸液储槽V201，经解吸液泵P201输送至吸收塔的顶端向下流动经过吸收塔T101，与上升的气体逆流接触吸收其中的溶质（二氧化碳），吸收液从吸收塔T101底部进入吸收液储槽V101。

空气（解吸惰性气体）由旋涡气泵P202提供，从解吸塔T202的底部进入解吸塔向上流动通过解吸塔，与下降的吸收液逆流接触进行解吸，解吸尾气一部分进入二氧化碳气体分析仪（A104），大部分排空；吸收液存储于吸收液储槽V101，经吸收液泵P101输送至解吸塔的顶端向下流动经过解吸塔，与上升的气体逆流接触解吸其中的溶质（二氧化碳），解吸液从解吸塔底部进入解吸液储槽V201。

四、装置介绍

吸收一解吸实训装置包括两部分，分别是吸收一解吸单元操作设备和控制台。设备主体：长×宽×高3100×1500×3200mm，整机采用钢制框架，带两层操作平台，一层平面方便操作、检修、巡查，二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板。

1.吸收塔

主体硬质玻璃DNl00×1500mm；上部出口段，不锈钢Ф108×200mm；下部入口段，不锈钢Ф108×400mm。为高效填料塔，塔内为陶瓷拉西环填料，填料层总高度1000mm。塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部通过“Ⅱ”管液封，以避免气体泄漏。填料为拉西环，规格φ15，15×15×2mm（径×高×厚），比表面积330m²/m³，空隙率0.70 m³/m³。

2.解吸塔

主体硬质玻璃DNl00×1800mm；上部出口段，不锈钢Ф108×200mm；下部入口段，不锈钢Ф108×400mm；塔内为金属鲍尔环填料，填料层总高度1500mm。塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部通过“Ⅱ”管液封，以避免气体泄漏。填料为鲍尔环，规格φ16，16×16×0.5mm（径×高×厚），比表面积188m²/m³，空隙率0.91 m³/m³。

3.吸收液和解吸液泵

两台都是离心泵，型号相同。材质不锈钢，型号：WB50/025，功率250W，流量1.2-4.8 m³/h。启动前应检查入口阀和出口阀的开关情况，启动前打开入口阀、关闭出口阀，启动泵的电开关，打开变频器，后观察出口管路的压力表是否压力升高，再开出口阀。

4.二氧化碳气体分析仪

本实训装置中的吸收塔和解析塔的塔顶都安装在线的二氧化碳气体分析仪，该仪器采用热金属丝作为红外线光源（IR）的二氧化碳红外传感器。二氧化碳红外传感器通过测量二氧化碳分子吸收的红外线，测二氧化碳浓度，不能放入液体中。该传感器的测量范围为0-200000ppm。本实训吸收塔顶的二氧化碳传感器（A103）测量范围是0-20%，检测结果在仪表盘上对应的“吸收尾气Com₂浓度”仪表上显示。解吸塔顶的二氧化碳传感器（A104）的测量范围是0-6000ppm，检测结果在仪表盘上对应的“解吸尾气C02浓度”仪表上显示。

五、操作步骤

1.开车前的准备

（1）熟悉各取样点及温度和流量测量与控制点的位置；

（2）检查公用工程（水、电）是否处于正常供应状态；

（3）设备上电，检查流程中各设备、仪表是否处于正常开车状态，动设备试车。

（4）检查流程中各阀门是否处于正常开车状态。

2.正常开车

（1）解吸液引入吸收塔

分段——本操作范围是解吸液从解吸液储槽V201经解吸液泵P201到吸收塔T101；单元——该操作所用的单元操作内容为离心泵输送流体；节点——节点设备是解吸液泵，防气缚、汽蚀和进口管路空吸。

确认阀门VAlll处于关闭状态，打开VAll4，打开解吸液泵电源开关，启动解吸液变频器（变频器要先确认是调节器调频模式），观测泵出口压力P103（如P103没有示值，关变频器，必须及时报告指导教师进行处理），逐渐打开阀门VAl11，吸收剂（解吸液）通过涡轮流量计FIC03从顶部进入吸收塔，调节FIC03（控制台仪表：“吸收剂流量控制”）使吸收液的流量为250L/h。观测涡轮流量计FIC03显示和解吸液入口压力P103显示。

观察吸收塔内的解吸液对填料的润湿情况。

（2）惰性气体空气引入吸收塔

分段——本操作范围是空气从空气压缩机经空气质量控制器到吸收塔T101；单元——该操作所用的单元操作内容为流体输送机械；节点设备为空气压缩机。

当吸收塔底的液位L101达到280mm以上，启动空气压缩机电源开关，打开空气压缩机出口阀门，确认阀门VA003已打开，开VAl03，在控制台仪表“吸收惰性气体流量控制”表将空气流量调节到30L/min。

观察吸收塔内气液接触情况。

（3）惰性气体空气引入解吸塔

分段——本操作范围是空气从旋涡气泵经电动调节蝶阀到解吸塔T201；单元——该操作所用的单元操作内容为旋涡气泵输送空气；节点设备为旋涡气泵，防出口气路关闭。

观测吸收液储槽的液位LIC03，待其大于规定液位高度280mm后，确认VAll8全开，启动旋涡气泵P202，在控制台仪表“解吸隋性气体流量控制”表将空气流量设定为规定值8m³/h，调节“解吸惰性气体流量控制”表到此规定值（若长时间无法达到规定值，可适当减小阀门VAll8的开度）。（注：新装置首次开车时，解吸塔要先通入液体润湿填料，再通人隋性气体）

（4）吸收液引入解吸塔

分段——本操作范围是吸收液从吸收液储槽V101经解吸液泵P101到吸收塔T201；单元——该操作所用的单元操作内容为离心泵输送流体；节点——节点设备是解吸液泵，防气缚、汽蚀和进口管路空吸。

确认阀门VAll2处于关闭，VAl09处于全开状态，打开吸收液泵P101电源开关，启动解吸液变频器（变频器要先确认是面板调频模式），观测泵出口压力P102（如P102没有示值，关泵，必须及时报告指导教师进行处理），逐渐打开阀门VAll2，解吸液通过涡轮流量计F104从顶部进入解吸塔，通过解吸液泵变频器调节解吸液流量，直至LIC03（控制台仪表：“吸收液罐液位控制”）显示值为280mm，观测涡轮流量计F104显示（控制台仪表：“吸收液流量”），通过变频器调节吸收液流量为250L/h。

观察解吸塔内气液接触情况。

3.正常操作

（1）二氧化碳和空气的混合气从塔底引入吸收塔

分段——本操作范围包括Com₂从C02钢瓶经Com₂质量控制器后和空气压缩机来的空气混合后到吸收塔T101、解吸液从解吸液储槽V201经解吸液泵P201到吸收塔T101；单元——该操作所用的单元操作内容为流体输送和吸收；节点设备为电加热二氧化碳减压阀、空气压缩机、解吸液泵P201和吸收塔。

打开空气压缩机电源开关，打开出口阀门，打开VAl03，调节VA003控制压缩空气的流量（该流量计已经设定好，可以不做调节）。依次打开二氧化碳钢瓶阀门VA001，VA002，调节溶质Com₂流量控制表FIC05（控制台仪表：“溶质Com₂流量控制”），使二氧化碳流量到规定值4L/min，打开二氧化碳减压阀电加热电源开关。注意观察二氧化碳流量变化情况，及时调整到规定值。

观察吸收塔内气液接触情况。

（2）改变吸收塔气相中二氧化碳流量

分段——本操作范围包括Com₂从Com₂钢瓶经Com₂质量控制器后和空气压缩机来的空气混合后到吸收塔T101、解吸液从解吸液储槽V201经解吸液泵P201到吸收塔T101；单元——该操作所用的单元操作内容为二氧化碳减压阀的加热、流体输送和吸收；节点设备为电加热二氧化碳减压阀和吸收塔，防减压阀在全关时干烧及防吸收塔液泛。

固定解吸液流量250L/h，吸收液流量为250L/h，吸收惰性气体流量为30L/min，解吸惰性气体流量为8m³/h。通过“溶质Com₂流量控制”改变二氧化碳和空气混合气中二氧化碳流量，进行四次改变，第一次为4L/min；第二次为6L/min；第三次为8L/min；第四次为10L/min。

稳定后进行实训数据记录。操作稳定10分钟后，记录吸收塔顶放空气体（A103）、解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量。吸收塔顶放空气体（A103）的C02含量由“吸收尾气Com₂浓度”上读取数据；解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量由“解吸尾气Com₂浓度”上读取数据。

取样测定吸收塔进样混合气体浓度。方法：在取样口A105处通过阀VAl05用取样气囊取样，再用气相色谱仪分析。

需要注意的是，每次改变操作条件，必须及时记录实训数据，操作稳定后及时取样分析和记录。操作过程中发现异常情况，必须及时报告指导教师进行处理。

（3）改变吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量

分段——本操作范围包括Com₂从Com₂钢瓶经Com₂质量控制器后和空气压缩机来的空气混合后到吸收塔T101、解吸液从解吸液储槽V201经解吸液泵P201到吸收塔T101、吸收液从吸收液储槽V101经解吸液泵P101到吸收塔T201、空气从旋涡气泵经电动调节蝶阀到解吸塔T201；单元——该操作涉及的单元操作包括二氧化碳减压阀的加热、流体输送、吸收和解吸；节点设备为电加热二氧化碳减压阀、离心泵、吸收塔和吸收塔，防减压阀在全关时干烧、防吸收塔液泛、防解吸塔液泛。

固定吸收惰性气体流量为30L/min，溶质Com₂流量为10L/min，解吸惰性气体流量为8m³/h。确定好这三个流量后，通过控制台仪表“吸收剂流量控制”使吸收液改变吸收塔液相（解吸液）流量，通过控制台仪表“吸收液泵变频器”改变解吸液相（吸收液）流量。进行三次改变。第一次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均为300L/h；第二次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均为350L/h；第三次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均为400L/h。

稳定后进行实训数据记录。操作稳定10分钟后，记录吸收塔顶放空气体（A103）、解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量。吸收塔顶放空气体（A103）的Com₂含量由“吸收尾气C02浓度”上读取数据；解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量由“解吸尾气Com₂浓度”上读取数据。（连同吸收塔液相和解吸塔液相流量均为250Uh的记录，共有四组数据）

取样测定吸收塔进样混合气体浓度。作物料衡算。

（4）满负荷稳定操作

通过控制台仪表“吸收剂流量控制”使吸收塔液相（解吸液）流量为400L/h、控制台仪表“吸收液泵变频器”使解吸塔液相（吸收液）流量为400L/h、控制台仪表“吸收惰性气体流量控制”仪表调节吸收惰性气体空气流量为30L/min、控制台仪表“溶质Com₂流量控制”使二氧化碳流量为10L/min、控制台仪表“解吸惰性气体流量控制”使解吸塔空气流量为18 m³/h，

操作稳定10分钟后，记录吸收塔顶放空气体（A103）、解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量。吸收塔顶放空气体（A103）的COz含量由“吸收尾气Com₂浓度”上读取数据；解吸塔顶放空气体（A104）的Com₂含量由“解吸尾气Com₂浓度”上读取数据。取样测定吸收塔进样混合气体浓度。

操作稳定20分钟后，再作一次记录和取样测定吸收塔进样混合气体浓度。作物料衡算。

4.正常停车

（1）关闭二氧化碳气体，依次关闭VA001，VA002，二氧化碳减压阀保温电源。

（2）10分钟后，关闭吸收液泵P201出口阀VAll2，关吸收液泵变频器，关吸收液泵电源。按旋涡气泵开关按钮，关闭旋涡气泵P202电源。

（3）吸收液流量变为零后，关闭解吸液泵P101出口阀VAlll，关解吸液泵变频器，关闭解吸液泵P101电源。

（4）5分钟后，关闭VAl03，关闭空气压缩机电源。

（5）按下按仪表开关按钮，仪表断电，按总电源关按钮，控制台断电。

参考文献

[1]化工单元操作实训（侯丽新）（中职），ISBN：9787502538644