煤气解吸塔工作原理(灰水处理的工艺原理)
本文目录：
|
煤气解吸塔工作原理
最佳答案：
1. 压力变化：解吸过程通常在较低的压力下进行。通过降低压力，可以减少溶质组分在气相中的分压，从而促使溶质从液相向气相转移。
2. 温度控制：提高温度有助于解吸过程，因为温度升高可以增加溶质组分在气相中的平衡浓度，从而增加解吸的推动力。
3. 解吸剂使用：在解吸塔中，通常会使用惰性气体或水蒸气等解吸剂。这些解吸剂从塔底进入，与从塔顶下降的液体逆流接触，从而降低溶质组分在气相中的分压，促进解吸。
4. 逆流接触：在解吸塔中，液体从塔顶喷淋而下，而气体从塔底进入，两者逆流接触。这种逆流接触方式可以确保溶质组分在塔内的浓度梯度最大，从而提高解吸效率。
5. 设备设计：解吸塔的设计考虑了液体能够均匀分散和气体能够有效集积和分离的要求，以确保解吸过程顺利进行。
煤气解吸塔通过降压、升温和使用解吸剂等方法，创造有利于解吸的条件，从而实现溶质组分从液相向气相的转移。
酚氨萃取操作包括下节步骤
1. 将煤气污水泵入洗涤塔，目的是回收污水中溶有的萃取剂，以及从蒸氨塔中蒸发出的氨。2. 污水随后泵入萃取塔，在此与逆流接触的萃取剂作用，有效回收污水中的酚类化合物。
3. 含酚萃取剂流入蒸馏塔，进行精馏分离，以回收萃取剂并循环使用。
4. 萃取后的煤气污水直接输送至蒸氨塔，利用蒸汽将氨、溶解的萃取剂以及酸性气体一同吹脱。
5. 含氨和萃取剂的水蒸气进入吸收塔，在磷铵贫液的作用下选择性吸收氨气。
6. 剩余的萃取剂在洗涤塔中被原污水吸收，通过控制洗涤塔顶部温度，释放酸性气体。
7. 吸氨后的磷铵富液在解吸塔中释放氨气，并在冷却后的纤拆塔中转化为浓氨水。
8. 解吸塔顶部的磷铵贫液返回吸收塔，继续循环使用，完成酚氨萃取操作的闭路循环。
酚氨萃取操作包括下节步骤
1. 将煤气污水泵入洗涤塔，目的是回收污水中溶有的萃取剂，以及从蒸氨塔中蒸发出的氨。2. 污水随后泵入萃取塔，在此与逆流接触的萃取剂作用，有效回收污水中的酚类化合物。
3. 含酚萃取剂流入蒸馏塔，进行精馏分离，以回收萃取剂并循环使用。
4. 萃取后的煤气污水直接输送至蒸氨塔，利用蒸汽将氨、溶解的萃取剂以及酸性气体一同吹脱。
5. 含氨和萃取剂的水蒸气进入吸收塔，在磷铵贫液的作用下选择性吸收氨气。
6. 剩余的萃取剂在洗涤塔中被原污水吸收，通过控制洗涤塔顶部温度，释放酸性气体。
7. 吸氨后的磷铵富液在解吸塔中释放氨气，并在冷却后的纤拆塔中转化为浓氨水。
8. 解吸塔顶部的磷铵贫液返回吸收塔，继续循环使用，完成酚氨萃取操作的闭路循环。
吸收的化学术语
在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；
②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物，以免污染大气。
实际过程往往同时兼有净化与回收双重目的。
气体混合物的分离，总是根据混合物中各组分间某种物理和化学性质的差异而进行的。根据不...质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它根据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的。 如图3所示。
A+B混合气即吸收尾气
S溶剂
A+S叫吸收液
A溶质
B叫惰性气体（化工术语，注意与初等化学中的概念区分）或叫惰性成分 今以煤气脱苯为例，说明吸收操作的流程（图4）。在炼焦及制取城市煤气的生产过程中，焦炉煤气内含有少量的苯、甲苯类低烃的蒸气（约35克/立方米）应予以分离回收。所用的吸收溶剂为该工艺生产过程的副产物，即煤焦油的精制品称为洗油。
回收苯系物质的流程包括吸收和解吸两大部分。含苯煤气在常温下由底部进入吸收塔，洗油从塔顶淋入，塔内装有木栅等填充物。在煤气与洗油的接触过程中，煤气中的苯蒸气溶于洗油，使塔顶离去的煤气苯含量降至某允许值（〈2克/立方米），而溶有较多苯系溶质的洗油（称富油）由吸收塔底排出。为取出富油中的苯并使洗油能够再次使用（称溶剂的再生），在另一个称为解吸塔的设备中进行与吸收相反的操作：解析。为此，可先将富油预热至170℃左右由解吸塔顶淋下，塔底通入过热水蒸气。洗油中的苯在高温下逸出而被水蒸气带走，经冷凝分层将水除去，最终可得苯类液体（粗苯），而脱除溶质的洗油（称贫油）经冷却后可作为吸收溶剂再次送入吸收塔循环使用。
由此可见，采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题：
①选择合适的溶剂，使能选择性的溶解某个（或某些）被分离组分；
②提供适当的传质设备以实现气液两相的接触，使被分离组分得以自气相转移至液相（吸收）或相反（解吸）；
③溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分以便循环使用。
一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两个组成部分。 吸收操作是气液两相之间的接触传质过程，吸收操作的成功与否在很大程度上决定于溶剂的性质，特别是溶剂与气体混合物之间的相平衡关系。根据物理化学中有关相平衡的知识可知，评价溶剂优劣的主要依据应包括以下几点。
（1）溶剂应对混合气中被分离组分（下称溶质）有较大的溶解度，或者说在一定的温度与浓度下，溶质的平衡分压要低。这样，从平衡角度来说，处理一定量混合气体所需的溶剂量较少，气体中溶质的极限残余浓度亦可降低；就过程速率而言，溶质平衡分压低，过程推动力大，传质速率快，所需设备的尺寸小。
（2）溶剂对混合气体中其他组分的溶解度要小，即溶剂应具有较高的选择性。如果溶剂的选择性不高，它将同时吸收气体混合物中的其他组分，这样的吸收操作只能实现组分间某种程度的增浓而不能实现较为完全的分离。
（3）溶质在溶剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感，即不仅在低温下溶解度要大，平衡分压要小，而且随温度升高，溶解度应迅速下降，平衡分压应迅速上升。这样，被吸收的气体容易解吸，溶剂再生方便。
（4）溶剂的蒸气压要低，以减少吸收和再生过程中溶剂的挥发损失。
（5）溶剂应有较好的化学稳定性，以免使用过程中发生变质。
（6）溶剂应有较低的粘度，且在吸收过程中不易产生泡沫，以实现吸收塔内良好的气液接触和塔顶的气液分离。必要时，可在溶剂中加入少量消泡剂。
（7）溶剂应尽可能满足价廉、易得、无毒、不易燃烧等经济和安全条件。
实际上很难找到一个理想的溶剂能够满足所有这些要求，应对可供选用的溶剂作全面的评价，以便作出经济、合理的选择。 气体中各组分因在溶剂中物理溶解度的不同而被分离的吸收操作称为物理吸收，上述煤气脱苯即为一例。在物理吸收中的溶质与溶剂的结合力较弱，解吸比较方便。
但是，一般气体在溶剂中的溶解度不高。利用适当的化学反应，可大幅度地提高溶剂对气体的吸收能力。例如，二氧化碳在水中的溶解度甚低，但若以碳酸钾水溶液吸收二氧化碳时，则在液相中发生碳酸钾、二氧化碳和水生成碳酸氢钾的化合反应从而使碳酸钾水溶液具有较高的吸收二氧化碳的能力。化学反应本身的高度选择性必定赋予吸收操作以高度选择性。可见，利用化学反应大大扩展了吸收操作的应用范围，此种利用化学反应而实现吸收的操作称为化学吸收。
作为化学吸收可被利用的化学反应一般应满足以下条件。
（1）可逆性 如果该反应不可逆，溶剂将难以再生和循环使用。例如，用氢氧化钠吸收二氧化碳时，因生成碳酸钠而不易再生，势必消耗大量氢氧化钠。自然，若反应产物本身即为过程的产品时又另当别论。
（2）较高的反应速率 若所用的化学反应其速度较慢，则应研究加入适当的催化剂以加快反应速率。
吸收测量
吸收率是物体吸收入多少射光的量化 (不是所有的光子都被吸收，有些是被反射或折射所取代)。这与物质的一些性质有关，可以经由比尔-朗伯定律推算。
精确的度量在各种不同波长的吸收量，凭借著吸收光谱学可以鉴定物质的特性，让光线从样品的一侧射入，并在所有的方向上测量离开样品的光的强度。像是紫外-可见光谱、红外光谱、和X光吸收光谱，是在频谱的不同部分，一些吸收光谱的例子。 吸收的操作费用主要包括：
①气、液两相流经吸收设备的能量消耗；
②溶剂的挥发损失和变质损失；
③溶剂的再生费用，即解吸操作费。
此三者中犹其以再生费用所占的比例最大。
常用的解吸方法有升温、减压、吹气，其中升温与吹气特别是两者同时使用最为常见。溶剂在吸收与解吸设备之间循环，其间的加热与冷却、泄压与加压必消耗较多的能量。如果溶剂的溶解能力差，离开吸收设备的溶剂中溶质浓度低，则所需的溶剂循环量必大，再生时的能量消耗也大。同样，若溶剂的溶解能力对温度变化不敏感，所需解吸温度较高，溶剂再生的能耗也将增大。
若吸收了溶质以后的溶液是过程的产品，此时不再需要溶剂的再生，这种吸收过程自然是最经济的。 吸收设备有多种形式，但以塔式最常用。按器、液两相接触方式的不同可将吸收设备分为级式接触与微分接触两大类。图5为这两类设备中典型的吸收塔示意图。在图5a所示的板式吸收塔中，气体与液体为逐级逆流接触。气体自下而上通过板上小孔逐版上升，在每一板上与溶剂接触，其中可溶组分被部分的溶解。在此类设备中，气体每上升一块塔板，其可溶组分的浓度阶跃式地降低；溶剂逐板下降，其可溶组分的浓度则阶跃式地升高。但，在级式接触过程中所进行的吸收过程仍可不随时间而变，为定态连续过程。
在图5b所示设备中，液体呈膜状沿壁流下，此为湿壁塔或降膜塔。更常见的是在塔内充以诸如瓷环之类的填料，液体自塔顶均匀淋下并沿填料表面下流，气体通过填料间的空隙上升与液体作连续的逆流接触。在这种设备中，气体中的可溶组分不断地被吸收，其浓度自下而上连续地降低；液体则相反，其中可溶组分的浓度则由上而下连续地增高，此乃微分接触式的吸收设备。
级式与微分接触两类设备不仅用于气体吸收，同样也用于液体精馏、萃取等其它传质单元操作。两类设备可采用完全不同的计算方法。
定态和非定态操作
上述两种不同接触方式的传质设备中所进行的吸收或其它传质过程可以是定态的连续过程，即设备内的过程参数都不随时间而变；也可以是非定态的，即间歇操作或脉冲式的操作。
灰水处理的工艺原理
气化炉及煤气初步净化系统来的含渣水分别减压后导入含渣水处理系统，含渣水首先进入蒸发热水塔蒸发室。蒸发室内含渣水大量汽化，溶解在水中的酸性气体同时解吸。蒸发室产生的蒸汽进入热水室与循环灰水直接接触换热，使灰水得到最大程度的升温。蒸发室底部含固量得到增浓的液相产物再进行低压闪蒸和真空闪蒸，进一步降低含渣水温度和浓缩含渣水的含固量，将酸性气体完全解吸。
Tags: 煤气解吸塔工作原理