吸收塔工艺流程计算案例分析

摘要：现代化工生产中，各种“三废”污染产生较多，为避免有毒有害物质对环境产生污染，需采用适当流程对三废进行处理。通过案例分析，分析计算结果，探讨各影响因素对吸收过程的影响，为优化相关工艺路线提供指导方向。

关键词：尾气回收，传质吸收

案例：某厂有机硅装置生产废气中含HCl，为回收尾气中HCl，拟在吸收塔中用20℃清水对尾气进行吸收。现有两股含HCl尾气（其余为惰性气体，与吸收剂不发生反应），一股流量为150kmoL/h，HCl含量为10mol%，由塔釜加入;另一股流量100kmoL/h，HCl含量为4mol%，在吸收塔的最佳进料位置单独加入。该吸收塔为常压操作，若要求HCl的总回收率不低于95%，且吸收塔上段实际液气比取最小液气比的1.2倍。核算该工艺条件下塔顶所需吸收剂量。由于工艺负荷变化，塔釜进料量发生变化后，吸收塔第二股物料进料处液相组成为1.2 moL %，塔釜吸收液中HCl含量为2.4 moL%，吸收塔塔径为1.4m，经实验测定吸收塔的Kyα=28.8kmol/（m3·h），吸收塔下段平均推动力为△Ym=0.0179，核算该吸收塔下段所需填料高度。

1、研究传质吸收的意义

现代工业的生产过程中，随着工业化的迅速发展，化工行业在不断生产出各种产品，不可避免产生各种“三废”污染。其中大气污染时我国目前所面临的最突出环境问题之一。为避免有毒有害物质对环境造成破坏，在工业生产中需考虑对污染物进行处理。本文通过探讨对某厂含HCl废气的回收，为相关处理方案提供一定借鉴。

2、传质吸收影响因素

吸收操作是用于对气体混合物进行分离的重要方法，在化工生产、医药、冶金等过程中得到相当广泛的应用。主要应用有以下几种：（1）对气体混合物进行分离，并回收其中有用的组分;（2）分离气体混合物中的有害组分，得到所需有用气体;（3）制备溶液;（4）治理工业废气，防止废气污染。

3、传质计算

本文根据低浓度吸收对定态逆流吸收塔如下：本案例中，吸收过程具有如下特点：1）溶剂自塔顶加入，气相混合物自塔釜加入，与溶剂逆流接触;2）气相与液相在塔板上均匀混合，达到气液相平衡;3）溶剂加入量保持不变。在此基础上，对本案例中的吸收过程，核算如下：

（1）对工况一，吸收塔上段所需吸收剂量计算如下：

对于本工况，作全塔物料平衡图如下：

从上述计算结果可知，对于一定工况下的吸收过程，溶质溶解于溶剂中的亨利系数将极大影响最小液气比的计算，并影响最终溶剂用量，从而对整个吸收工艺流程产生较大影响。从表3-1中可知，HCl在水中的亨利系数随温度升高而升高，因此，当溶质、溶剂物系一定时，温度升高，m值变大，液气比增大，实际操作溶剂量增加，对吸收过程不利。当溶质、溶剂总物料量一定时，吸收塔截面积Ω增加，气相总传质单元高度将减少，吸收塔高度降低;气相总体积传质系数增大，同样可减少气相总传质单元高度，达到降低吸收塔总塔高的目的。

4、结束语

影响传质的因素很多，因此导致对传质计算结果影响较大，如需对传质过程进行详细的计算，还需对各个影响因素进行大量的理论研究及可研工作。本文以某厂有机硅装置含HCl尾气的吸收处理为案例，对低浓度下的传质过程进行计算分析，通过对计算结果进行分析，探讨各影响因素对吸收过程的影响，为优化相关工艺路线提供指导方向。

参考文献：

[1] 杨祖荣.北京：化工原理[M].化學工业出版社

[2] 中国石化集团上海工程有限公司.北京：化工工艺设计手册[M].化学工业出版社

作者简介：

陈寅（1986-），男，硕士，工程师，主要从事石油化工工程设计工作。