水吸收氨 填料塔.pdf

1 1 概述填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域, 在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。将气体混合物中的各个组分加以分离, 其主要目的是回收气体混合物中的有用物质, 以制取产品, 或除去工艺气体中的有害成分, 使气体净化, 以便进一步加工处理, 或除去工业放空尾气中的有害成分, 以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。工程实践表明, 合理的系统工艺和塔体设计, 是保证净化效果的前提[1] 。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备, 它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。从塔填料、塔内件以及工艺流程, 特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍, 说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比,新型的填料塔性能具有如下特点: ( 1 ) 生产能力大; ( 2 ) 分离效率高; ( 3 ) 压降小; ( 4 ) 操作弹性大;( 5 )持液量小。填料塔的塔身是一直立式圆筒, 底部装有填料支承板, 填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板, 以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上, 并沿填料表面流下。气体从塔底送入, 经气体分布装置( 小直径塔一般不设气体分布装置) 分布后, 与液体呈逆流连续通过填料层的空隙, 在填料表面上, 气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备, 两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时, 有逐渐向塔壁集中的趋势, 使得塔壁附近的液流量逐渐增大, 这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均, 从而使传质效率下降。因此, 当填料层较高时, 需要进行分段, 中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面, 使传质效率降低; 不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料; 对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等[2] 。氨是化工生产中极为重要的生产原料, 但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染, 氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用, 可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高,所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,常被吸附 2 在皮肤粘膜和眼结膜上,从而产生刺激和炎症。可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸入人体,氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。进入肺泡内的氨,少部分为二氧化碳所中和,余下被吸收至血液,少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。短期内吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等。若吸入的氨气过多,导致血液中氨浓度过高,就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止,危及生命。长期接触氨气,部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状;氨气被呼入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难, 可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症,同时可能发生呼吸道刺激症状。因此,吸收空气中的氨,防止氨超标具有重要意义。因此, 为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染, 需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收, 本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点, 从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。利用混合气体中各组分在同一种液体( 溶剂) 中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收, 气体吸收是一种重要的分离操作, 它在化工生产中主要用来达到以下几种目的。(1) 分离混合气体以获得一定的组分。(2) 除去有害组分以净化气体。(3) 制备某种气体的溶液。一个完整的吸收分离过程, 包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等。 2 任务及操作条件 1 、气