吸收—解吸裝置實訓(xùn)指導(dǎo)

夏龍貴

[摘要]本文是一篇吸收一解吸實訓(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)合開發(fā)的吸收一解吸裝置的實訓(xùn)目的、任務(wù)，介紹了裝置的工藝流程及設(shè)備，詳細敘述了吸收解吸實訓(xùn)的開車及停車操作步驟。

[關(guān)鍵詞]吸收一解吸裝置，實訓(xùn)指導(dǎo)

一、實訓(xùn)目的

本項目以天津睿智天成和江西省化學(xué)工業(yè)學(xué)校聯(lián)合開發(fā)吸收一解吸裝置為對象進行訓(xùn)練，訓(xùn)練目的是針對該吸收一解吸裝置，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、項目任務(wù)

1.認(rèn)識吸收一解吸裝置流程及設(shè)備；

2.認(rèn)識吸收一解吸裝置中二氧化碳氣體分析儀。

3.掌握吸收一解吸裝置的運行操作方法。

三、工藝流程概述

壓縮空氣（載體）由空氣壓縮機提供，經(jīng)過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的底部進入吸收塔向上流動通過吸收塔，與下降的吸收劑逆流接觸吸收，吸收尾氣一部分進入二氧化碳氣體分析儀（A103），大部分排空；吸收劑（解吸液）存儲于解吸液儲槽V201，經(jīng)解吸液泵P201輸送至吸收塔的頂端向下流動經(jīng)過吸收塔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底部進入吸收液儲槽V101。

空氣（解吸惰性氣體）由旋渦氣泵P202提供，從解吸塔T202的底部進入解吸塔向上流動通過解吸塔，與下降的吸收液逆流接觸進行解吸，解吸尾氣一部分進入二氧化碳氣體分析儀（A104），大部分排空；吸收液存儲于吸收液儲槽V101，經(jīng)吸收液泵P101輸送至解吸塔的頂端向下流動經(jīng)過解吸塔，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入解吸液儲槽V201。

四、裝置介紹

吸收一解吸實訓(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。設(shè)備主體：長×寬×高3100×1500×3200mm，整機采用鋼制框架，帶兩層操作平臺，一層平面方便操作、檢修、巡查，二層有安全斜梯通上并有護欄、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“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“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

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

4.二氧化碳氣體分析儀

本實訓(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氣體分析儀，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測量二氧化碳分子吸收的紅外線，測二氧化碳濃度，不能放入液體中。該傳感器的測量范圍為0-200000ppm。本實訓(xùn)吸收塔頂?shù)亩趸紓鞲衅鳎ˋ103）測量范圍是0-20%，檢測結(jié)果在儀表盤上對應(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）的測量范圍是0-6000ppm，檢測結(jié)果在儀表盤上對應(yīng)的“解吸尾氣C02濃度”儀表上顯示。

五、操作步驟

1.開車前的準(zhǔn)備

（1）熟悉各取樣點及溫度和流量測量與控制點的位置；

（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車狀態(tài)，動設(shè)備試車。

（4）檢查流程中各閥門是否處于正常開車狀態(tài)。

2.正常開車

（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——節(jié)點設(shè)備是解吸液泵，防氣縛、汽蝕和進口管路空吸。

確認(rèn)閥門VAlll處于關(guān)閉狀態(tài)，打開VAll4，打開解吸液泵電源開關(guān)，啟動解吸液變頻器（變頻器要先確認(rèn)是調(diào)節(jié)器調(diào)頻模式），觀測泵出口壓力P103（如P103沒有示值，關(guān)變頻器，必須及時報告指導(dǎo)教師進行處理），逐漸打開閥門VAl11，吸收劑（解吸液）通過渦輪流量計FIC03從頂部進入吸收塔，調(diào)節(jié)FIC03（控制臺儀表：“吸收劑流量控制”）使吸收液的流量為250L/h。觀測渦輪流量計FIC03顯示和解吸液入口壓力P103顯示。

觀察吸收塔內(nèi)的解吸液對填料的潤濕情況。

（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)容為流體輸送機械；節(jié)點設(shè)備為空氣壓縮機。

當(dāng)吸收塔底的液位L101達到280mm以上，啟動空氣壓縮機電源開關(guān)，打開空氣壓縮機出口閥門，確認(rèn)閥門VA003已打開，開VAl03，在控制臺儀表“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)點設(shè)備為旋渦氣泵，防出口氣路關(guān)閉。

觀測吸收液儲槽的液位LIC03，待其大于規(guī)定液位高度280mm后，確認(rèn)VAll8全開，啟動旋渦氣泵P202，在控制臺儀表“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（若長時間無法達到規(guī)定值，可適當(dāng)減小閥門VAll8的開度）。（注：新裝置首次開車時，解吸塔要先通入液體潤濕填料，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——節(jié)點設(shè)備是解吸液泵，防氣縛、汽蝕和進口管路空吸。

確認(rèn)閥門VAll2處于關(guān)閉，VAl09處于全開狀態(tài)，打開吸收液泵P101電源開關(guān)，啟動解吸液變頻器（變頻器要先確認(rèn)是面板調(diào)頻模式），觀測泵出口壓力P102（如P102沒有示值，關(guān)泵，必須及時報告指導(dǎo)教師進行處理），逐漸打開閥門VAll2，解吸液通過渦輪流量計F104從頂部進入解吸塔，通過解吸液泵變頻器調(diào)節(jié)解吸液流量，直至LIC03（控制臺儀表：“吸收液罐液位控制”）顯示值為280mm，觀測渦輪流量計F104顯示（控制臺儀表：“吸收液流量”），通過變頻器調(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來的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲槽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)點設(shè)備為電加熱二氧化碳減壓閥、空氣壓縮機、解吸液泵P201和吸收塔。

打開空氣壓縮機電源開關(guān)，打開出口閥門，打開VAl03，調(diào)節(jié)VA003控制壓縮空氣的流量（該流量計已經(jīng)設(shè)定好，可以不做調(diào)節(jié)）。依次打開二氧化碳鋼瓶閥門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，打開二氧化碳減壓閥電加熱電源開關(guān)。注意觀察二氧化碳流量變化情況，及時調(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來的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲槽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“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)定后進行實訓(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)。

取樣測定吸收塔進樣混合氣體濃度。方法：在取樣口A105處通過閥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，必須及時記錄實訓(xùn)數(shù)據(jù)，操作穩(wěn)定后及時取樣分析和記錄。操作過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，必須及時報告指導(dǎo)教師進行處理。

（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來的空氣混合后到吸收塔T101、解吸液從解吸液儲槽V201經(jīng)解吸液泵P201到吸收塔T101、吸收液從吸收液儲槽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。確定好這三個流量后，通過控制臺儀表“吸收劑流量控制”使吸收液改變吸收塔液相（解吸液）流量，通過控制臺儀表“吸收液泵變頻器”改變解吸液相（吸收液）流量。進行三次改變。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)定后進行實訓(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)）

取樣測定吸收塔進樣混合氣體濃度。作物料衡算。

（4）滿負荷穩(wěn)定操作

通過控制臺儀表“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、控制臺儀表“溶質(zhì)Com₂流量控制”使二氧化碳流量為10L/min、控制臺儀表“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)。取樣測定吸收塔進樣混合氣體濃度。

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

4.正常停車

（1）關(guān)閉二氧化碳氣體，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。按旋渦氣泵開關(guān)按鈕，關(guān)閉旋渦氣泵P202電源。

（3）吸收液流量變?yōu)榱愫?，關(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)閉空氣壓縮機電源。

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

參考文獻

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