吸收—解吸裝置實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)

夏龍貴

[摘要]本文是一篇吸收一解吸實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教程，介紹了基于天津睿智天成和江西省化學(xué)工業(yè)學(xué)校聯(lián)合開(kāi)發(fā)的吸收一解吸裝置的實(shí)訓(xùn)目的、任務(wù)，介紹了裝置的工藝流程及設(shè)備，詳細(xì)敘述了吸收解吸實(shí)訓(xùn)的開(kāi)車及停車操作步驟。

[關(guān)鍵詞]吸收一解吸裝置，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)

一、實(shí)訓(xùn)目的

本項(xiàng)目以天津睿智天成和江西省化學(xué)工業(yè)學(xué)校聯(lián)合開(kāi)發(fā)吸收一解吸裝置為對(duì)象進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練目的是針對(duì)該吸收一解吸裝置，了解吸收一解吸裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；掌握吸收一解吸單元操作的基本技能，為化工生產(chǎn)中吸收一解吸操作打下基礎(chǔ)。

二、項(xiàng)目任務(wù)

1.認(rèn)識(shí)吸收一解吸裝置流程及設(shè)備；

2.認(rèn)識(shí)吸收一解吸裝置中二氧化碳?xì)怏w分析儀。

3.掌握吸收一解吸裝置的運(yùn)行操作方法。

三、工藝流程概述

壓縮空氣（載體）由空氣壓縮機(jī)提供，經(jīng)過(guò)VA003，VAl03與由鋼瓶提供的二氧化碳（溶質(zhì)，二氧化碳流量由FICl05控制），二者混合后從吸收塔T101的底部進(jìn)入吸收塔向上流動(dòng)通過(guò)吸收塔，與下降的吸收劑逆流接觸吸收，吸收尾氣一部分進(jìn)入二氧化碳?xì)怏w分析儀（A103），大部分排空；吸收劑（解吸液）存儲(chǔ)于解吸液儲(chǔ)槽V201，經(jīng)解吸液泵P201輸送至吸收塔的頂端向下流動(dòng)經(jīng)過(guò)吸收塔T101，與上升的氣體逆流接觸吸收其中的溶質(zhì)（二氧化碳），吸收液從吸收塔T101底部進(jìn)入吸收液儲(chǔ)槽V101。

空氣（解吸惰性氣體）由旋渦氣泵P202提供，從解吸塔T202的底部進(jìn)入解吸塔向上流動(dòng)通過(guò)解吸塔，與下降的吸收液逆流接觸進(jìn)行解吸，解吸尾氣一部分進(jìn)入二氧化碳?xì)怏w分析儀（A104），大部分排空；吸收液存儲(chǔ)于吸收液儲(chǔ)槽V101，經(jīng)吸收液泵P101輸送至解吸塔的頂端向下流動(dòng)經(jīng)過(guò)解吸塔，與上升的氣體逆流接觸解吸其中的溶質(zhì)（二氧化碳），解吸液從解吸塔底部進(jìn)入解吸液儲(chǔ)槽V201。

四、裝置介紹

吸收一解吸實(shí)訓(xùn)裝置包括兩部分，分別是吸收一解吸單元操作設(shè)備和控制臺(tái)。設(shè)備主體：長(zhǎng)×寬×高3100×1500×3200mm，整機(jī)采用鋼制框架，帶兩層操作平臺(tái)，一層平面方便操作、檢修、巡查，二層有安全斜梯通上并有護(hù)欄、防滑板。

1.吸收塔

主體硬質(zhì)玻璃DNl00×1500mm；上部出口段，不銹鋼Ф108×200mm；下部入口段，不銹鋼Ф108×400mm。為高效填料塔，塔內(nèi)為陶瓷拉西環(huán)填料，填料層總高度1000mm。塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。填料塔底部通過(guò)“Ⅱ”管液封，以避免氣體泄漏。填料為拉西環(huán)，規(guī)格φ15，15×15×2mm（徑×高×厚），比表面積330m²/m³，空隙率0.70 m³/m³。

2.解吸塔

主體硬質(zhì)玻璃DNl00×1800mm；上部出口段，不銹鋼Ф108×200mm；下部入口段，不銹鋼Ф108×400mm；塔內(nèi)為金屬鮑爾環(huán)填料，填料層總高度1500mm。塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。填料塔底部通過(guò)“Ⅱ”管液封，以避免氣體泄漏。填料為鮑爾環(huán)，規(guī)格φ16，16×16×0.5mm（徑×高×厚），比表面積188m²/m³，空隙率0.91 m³/m³。

3.吸收液和解吸液泵

兩臺(tái)都是離心泵，型號(hào)相同。材質(zhì)不銹鋼，型號(hào)：WB50/025，功率250W，流量1.2-4.8 m³/h。啟動(dòng)前應(yīng)檢查入口閥和出口閥的開(kāi)關(guān)情況，啟動(dòng)前打開(kāi)入口閥、關(guān)閉出口閥，啟動(dòng)泵的電開(kāi)關(guān)，打開(kāi)變頻器，后觀察出口管路的壓力表是否壓力升高，再開(kāi)出口閥。

4.二氧化碳?xì)怏w分析儀

本實(shí)訓(xùn)裝置中的吸收塔和解析塔的塔頂都安裝在線的二氧化碳?xì)怏w分析儀，該儀器采用熱金屬絲作為紅外線光源（IR）的二氧化碳紅外傳感器。二氧化碳紅外傳感器通過(guò)測(cè)量二氧化碳分子吸收的紅外線，測(cè)二氧化碳濃度，不能放入液體中。該傳感器的測(cè)量范圍為0-200000ppm。本實(shí)訓(xùn)吸收塔頂?shù)亩趸紓鞲衅鳎ˋ103）測(cè)量范圍是0-20%，檢測(cè)結(jié)果在儀表盤上對(duì)應(yīng)的“吸收尾氣Com₂濃度”儀表上顯示。解吸塔頂?shù)亩趸紓鞲衅鳎ˋ104）的測(cè)量范圍是0-6000ppm，檢測(cè)結(jié)果在儀表盤上對(duì)應(yīng)的“解吸尾氣C02濃度”儀表上顯示。

五、操作步驟

1.開(kāi)車前的準(zhǔn)備

（1）熟悉各取樣點(diǎn)及溫度和流量測(cè)量與控制點(diǎn)的位置；

（2）檢查公用工程（水、電）是否處于正常供應(yīng)狀態(tài)；

（3）設(shè)備上電，檢查流程中各設(shè)備、儀表是否處于正常開(kāi)車狀態(tài)，動(dòng)設(shè)備試車。

（4）檢查流程中各閥門是否處于正常開(kāi)車狀態(tài)。

2.正常開(kāi)車

（1）解吸液引入吸收塔

分段——本操作范圍是解吸液從解吸液儲(chǔ)槽V201經(jīng)解吸液泵P201到吸收塔T101；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為離心泵輸送流體；節(jié)點(diǎn)——節(jié)點(diǎn)設(shè)備是解吸液泵，防氣縛、汽蝕和進(jìn)口管路空吸。

確認(rèn)閥門VAlll處于關(guān)閉狀態(tài)，打開(kāi)VAll4，打開(kāi)解吸液泵電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)解吸液變頻器（變頻器要先確認(rèn)是調(diào)節(jié)器調(diào)頻模式），觀測(cè)泵出口壓力P103（如P103沒(méi)有示值，關(guān)變頻器，必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師進(jìn)行處理），逐漸打開(kāi)閥門VAl11，吸收劑（解吸液）通過(guò)渦輪流量計(jì)FIC03從頂部進(jìn)入吸收塔，調(diào)節(jié)FIC03（控制臺(tái)儀表：“吸收劑流量控制”）使吸收液的流量為250L/h。觀測(cè)渦輪流量計(jì)FIC03顯示和解吸液入口壓力P103顯示。

觀察吸收塔內(nèi)的解吸液對(duì)填料的潤(rùn)濕情況。

（2）惰性氣體空氣引入吸收塔

分段——本操作范圍是空氣從空氣壓縮機(jī)經(jīng)空氣質(zhì)量控制器到吸收塔T101；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為流體輸送機(jī)械；節(jié)點(diǎn)設(shè)備為空氣壓縮機(jī)。

當(dāng)吸收塔底的液位L101達(dá)到280mm以上，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)空氣壓縮機(jī)出口閥門，確認(rèn)閥門VA003已打開(kāi)，開(kāi)VAl03，在控制臺(tái)儀表“吸收惰性氣體流量控制”表將空氣流量調(diào)節(jié)到30L/min。

觀察吸收塔內(nèi)氣液接觸情況。

（3）惰性氣體空氣引入解吸塔

分段——本操作范圍是空氣從旋渦氣泵經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥到解吸塔T201；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為旋渦氣泵輸送空氣；節(jié)點(diǎn)設(shè)備為旋渦氣泵，防出口氣路關(guān)閉。

觀測(cè)吸收液儲(chǔ)槽的液位LIC03，待其大于規(guī)定液位高度280mm后，確認(rèn)VAll8全開(kāi)，啟動(dòng)旋渦氣泵P202，在控制臺(tái)儀表“解吸隋性氣體流量控制”表將空氣流量設(shè)定為規(guī)定值8m³/h，調(diào)節(jié)“解吸惰性氣體流量控制”表到此規(guī)定值（若長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法達(dá)到規(guī)定值，可適當(dāng)減小閥門VAll8的開(kāi)度）。（注：新裝置首次開(kāi)車時(shí)，解吸塔要先通入液體潤(rùn)濕填料，再通人隋性氣體）

（4）吸收液引入解吸塔

分段——本操作范圍是吸收液從吸收液儲(chǔ)槽V101經(jīng)解吸液泵P101到吸收塔T201；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為離心泵輸送流體；節(jié)點(diǎn)——節(jié)點(diǎn)設(shè)備是解吸液泵，防氣縛、汽蝕和進(jìn)口管路空吸。

確認(rèn)閥門VAll2處于關(guān)閉，VAl09處于全開(kāi)狀態(tài)，打開(kāi)吸收液泵P101電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)解吸液變頻器（變頻器要先確認(rèn)是面板調(diào)頻模式），觀測(cè)泵出口壓力P102（如P102沒(méi)有示值，關(guān)泵，必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師進(jìn)行處理），逐漸打開(kāi)閥門VAll2，解吸液通過(guò)渦輪流量計(jì)F104從頂部進(jìn)入解吸塔，通過(guò)解吸液泵變頻器調(diào)節(jié)解吸液流量，直至LIC03（控制臺(tái)儀表：“吸收液罐液位控制”）顯示值為280mm，觀測(cè)渦輪流量計(jì)F104顯示（控制臺(tái)儀表：“吸收液流量”），通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)吸收液流量為250L/h。

觀察解吸塔內(nèi)氣液接觸情況。

3.正常操作

（1）二氧化碳和空氣的混合氣從塔底引入吸收塔

分段——本操作范圍包括Com₂從C02鋼瓶經(jīng)Com₂質(zhì)量控制器后和空氣壓縮機(jī)來(lái)的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲(chǔ)槽V201經(jīng)解吸液泵P201到吸收塔T101；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為流體輸送和吸收；節(jié)點(diǎn)設(shè)備為電加熱二氧化碳減壓閥、空氣壓縮機(jī)、解吸液泵P201和吸收塔。

打開(kāi)空氣壓縮機(jī)電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)出口閥門，打開(kāi)VAl03，調(diào)節(jié)VA003控制壓縮空氣的流量（該流量計(jì)已經(jīng)設(shè)定好，可以不做調(diào)節(jié)）。依次打開(kāi)二氧化碳鋼瓶閥門VA001，VA002，調(diào)節(jié)溶質(zhì)Com₂流量控制表FIC05（控制臺(tái)儀表：“溶質(zhì)Com₂流量控制”），使二氧化碳流量到規(guī)定值4L/min，打開(kāi)二氧化碳減壓閥電加熱電源開(kāi)關(guān)。注意觀察二氧化碳流量變化情況，及時(shí)調(diào)整到規(guī)定值。

觀察吸收塔內(nèi)氣液接觸情況。

（2）改變吸收塔氣相中二氧化碳流量

分段——本操作范圍包括Com₂從Com₂鋼瓶經(jīng)Com₂質(zhì)量控制器后和空氣壓縮機(jī)來(lái)的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲(chǔ)槽V201經(jīng)解吸液泵P201到吸收塔T101；單元——該操作所用的單元操作內(nèi)容為二氧化碳減壓閥的加熱、流體輸送和吸收；節(jié)點(diǎn)設(shè)備為電加熱二氧化碳減壓閥和吸收塔，防減壓閥在全關(guān)時(shí)干燒及防吸收塔液泛。

固定解吸液流量250L/h，吸收液流量為250L/h，吸收惰性氣體流量為30L/min，解吸惰性氣體流量為8m³/h。通過(guò)“溶質(zhì)Com₂流量控制”改變二氧化碳和空氣混合氣中二氧化碳流量，進(jìn)行四次改變，第一次為4L/min；第二次為6L/min；第三次為8L/min；第四次為10L/min。

穩(wěn)定后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄。操作穩(wěn)定10分鐘后，記錄吸收塔頂放空氣體（A103）、解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量。吸收塔頂放空氣體（A103）的C02含量由“吸收尾氣Com₂濃度”上讀取數(shù)據(jù)；解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量由“解吸尾氣Com₂濃度”上讀取數(shù)據(jù)。

取樣測(cè)定吸收塔進(jìn)樣混合氣體濃度。方法：在取樣口A105處通過(guò)閥VAl05用取樣氣囊取樣，再用氣相色譜儀分析。

需要注意的是，每次改變操作條件，必須及時(shí)記錄實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，操作穩(wěn)定后及時(shí)取樣分析和記錄。操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況，必須及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師進(jìn)行處理。

（3）改變吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量

分段——本操作范圍包括Com₂從Com₂鋼瓶經(jīng)Com₂質(zhì)量控制器后和空氣壓縮機(jī)來(lái)的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲(chǔ)槽V201經(jīng)解吸液泵P201到吸收塔T101、吸收液從吸收液儲(chǔ)槽V101經(jīng)解吸液泵P101到吸收塔T201、空氣從旋渦氣泵經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥到解吸塔T201；單元——該操作涉及的單元操作包括二氧化碳減壓閥的加熱、流體輸送、吸收和解吸；節(jié)點(diǎn)設(shè)備為電加熱二氧化碳減壓閥、離心泵、吸收塔和吸收塔，防減壓閥在全關(guān)時(shí)干燒、防吸收塔液泛、防解吸塔液泛。

固定吸收惰性氣體流量為30L/min，溶質(zhì)Com₂流量為10L/min，解吸惰性氣體流量為8m³/h。確定好這三個(gè)流量后，通過(guò)控制臺(tái)儀表“吸收劑流量控制”使吸收液改變吸收塔液相（解吸液）流量，通過(guò)控制臺(tái)儀表“吸收液泵變頻器”改變解吸液相（吸收液）流量。進(jìn)行三次改變。第一次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均為300L/h；第二次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均為350L/h；第三次，吸收塔液相（解吸液）和吸塔液相（吸收液）流量均為400L/h。

穩(wěn)定后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄。操作穩(wěn)定10分鐘后，記錄吸收塔頂放空氣體（A103）、解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量。吸收塔頂放空氣體（A103）的Com₂含量由“吸收尾氣C02濃度”上讀取數(shù)據(jù)；解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量由“解吸尾氣Com₂濃度”上讀取數(shù)據(jù)。（連同吸收塔液相和解吸塔液相流量均為250Uh的記錄，共有四組數(shù)據(jù)）

取樣測(cè)定吸收塔進(jìn)樣混合氣體濃度。作物料衡算。

（4）滿負(fù)荷穩(wěn)定操作

通過(guò)控制臺(tái)儀表“吸收劑流量控制”使吸收塔液相（解吸液）流量為400L/h、控制臺(tái)儀表“吸收液泵變頻器”使解吸塔液相（吸收液）流量為400L/h、控制臺(tái)儀表“吸收惰性氣體流量控制”儀表調(diào)節(jié)吸收惰性氣體空氣流量為30L/min、控制臺(tái)儀表“溶質(zhì)Com₂流量控制”使二氧化碳流量為10L/min、控制臺(tái)儀表“解吸惰性氣體流量控制”使解吸塔空氣流量為18 m³/h，

操作穩(wěn)定10分鐘后，記錄吸收塔頂放空氣體（A103）、解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量。吸收塔頂放空氣體（A103）的COz含量由“吸收尾氣Com₂濃度”上讀取數(shù)據(jù)；解吸塔頂放空氣體（A104）的Com₂含量由“解吸尾氣Com₂濃度”上讀取數(shù)據(jù)。取樣測(cè)定吸收塔進(jìn)樣混合氣體濃度。

操作穩(wěn)定20分鐘后，再作一次記錄和取樣測(cè)定吸收塔進(jìn)樣混合氣體濃度。作物料衡算。

4.正常停車

（1）關(guān)閉二氧化碳?xì)怏w，依次關(guān)閉VA001，VA002，二氧化碳減壓閥保溫電源。

（2）10分鐘后，關(guān)閉吸收液泵P201出口閥VAll2，關(guān)吸收液泵變頻器，關(guān)吸收液泵電源。按旋渦氣泵開(kāi)關(guān)按鈕，關(guān)閉旋渦氣泵P202電源。

（3）吸收液流量變?yōu)榱愫螅P(guān)閉解吸液泵P101出口閥VAlll，關(guān)解吸液泵變頻器，關(guān)閉解吸液泵P101電源。

（4）5分鐘后，關(guān)閉VAl03，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)電源。

（5）按下按儀表開(kāi)關(guān)按鈕，儀表斷電，按總電源關(guān)按鈕，控制臺(tái)斷電。

參考文獻(xiàn)

[1]化工單元操作實(shí)訓(xùn)（侯麗新）（中職），ISBN：9787502538644