位一体多功能吸解吸培训装置
操作规程
天津大学过程工业技术与装备研究所 天津市睿智天成科技发展有限公司
四收
目录
前 言 .............................................................................................................................................................. 1 吸收－解吸实训装置操作规程 ........................................................................................................................ 2 一、实训目的 .................................................................................................................................................... 2 二、生产工艺过程 ............................................................................................................................................ 2 （一）吸收的基本原理 ................................................................................................................................ 2 （二）主要物料的平衡及流向 .................................................................................................................... 7 （三）带有控制点的工艺及设备流程图 .................................................................................................... 8 三、生产控制技术 .......................................................................................................................................... 10 （一）各项工艺操作指标 .......................................................................................................................... 10 （二）主要控制点的控制方法和仪表控制 .............................................................................................. 11 四、物耗能耗指标 .......................................................................................................................................... 11 五、安全生产技术 .......................................................................................................................................... 12 （一）生产事故及处理预案 ...................................................................................................................... 12 （二）工业卫生和劳动保护 ...................................................................................................................... 13 六、实训操作步骤 .......................................................................................................................................... 14 （一）开车前准备 ...................................................................................................................................... 14 （二）手动操作方案 .................................................................................................................................. 15 1.正常开车.............................................................................................................................................. 15 2.正常操作.............................................................................................................................................. 16 3.正常停车.............................................................................................................................................. 16 (三)仪表运行方案（DCS运行方案） ...................................................................................................... 17 1.正常开车.............................................................................................................................................. 17 2.正常操作.............................................................................................................................................. 17 3.正常停车.............................................................................................................................................. 18 七、设备一览表 .............................................................................................................................................. 19 八、仪表计量一览表及主要仪表规格型号 .................................................................................................. 20 九、附录： ...................................................................................................................................................... 21 附录一 溶液中二氧化碳含量的测定方法 ................................................................................................ 21 附录二 本实训装置所用填料的相关参数： ............................................................................................ 21 附录三 变频器的使用 ................................................................................................................................ 22 附录四 宇电仪表的使用 ............................................................................................................................ 23
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前 言
随着各行各业对人才需求的迅速增长，职业院校作为培养和输送各类实用人才的基地，目前都在迅速扩大办学规模，调整专业结构，以适应社会主义市场经济对各类实用人才的需求。职业教育的根本任务是培养有较强实际动手能力和职业能力的技能型人才，而实际训练是培养这种能力的关键环节。
基于健康、安全和环保的理念，本装置采用了化工技术、自动化控制技术和网络技术的最新成果，实现了工厂情景化、故障模拟化、操作实际化和控制网络化，属国内首创。
吸收是利用各组分在溶剂中溶解度不同而分离气体混合物的操作，是分离气体混合物时最常用的一种操作，在化工、炼油等工业中应用很广，是一种典型的单元操作。本装置采用工厂里实际应用的工艺流程，不锈钢框架结构，用泵输送流体，操作方式与工厂里完全一致，使学生能够身临其境。
与设备相配套的还有仪表操作台和DCS控制系统。设备上电之后，传感器将监控参数的信号送到操作台的仪表上，可以通过仪表实时监控设备的运行状况。也可以通过计算机进行数据的远程采集传输，装置采用工业控制系统，使学生充分体会中控室的作用。
吸收－解吸培训装置的主要功能是：
实验：能够完成基本吸收－解吸实验，根据物系分离要求，选择适宜的实验条件，获得合格的实验产品；
实训：本培训装置是工厂生产设备的室内版，其设备配置和操作方式与工厂完全一致，通过实际操作，学生可以切实体会工厂的开车前准备、正常开车和正常停车的操作步骤。
本培训装置设计二氧化碳的吸收和解析装置，能够训练学生进行基本的开车、正常操作和停车的练习。装置还设计了二氧化碳浓度干扰系统，通过引入干扰模拟实际操作中的异常情况，训练学生识别和处理操作故障的能力。
技能鉴定：应用本装置能够考核学生吸收－解吸装置的基本操作能力，识别吸收－解吸装置常见操作故障的能力。可满足分级鉴定要求。
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吸收－解吸实训装置操作规程
一、实训目的
（一）认识吸收－解吸设备结构 （二）认识吸收－解吸装置流程及仪表 （三）掌握吸收－解吸装置的运行操作技能 （四）学会常见异常现象的判别及处理方法
二、生产工艺过程
气体吸收是典型的化工单元操作过程，其原理是根据气体混合物中各组分在选定液体吸收剂中物理溶解度或化学反应活性的不同而实现气体组分分离的传质单元操作。前者称物理吸收，后者称化学吸收。吸收操作所用的液体溶剂称为吸收剂，以S表示；混合气体中，能够显著溶解于吸收剂的组分称为吸收物质或溶质，以A表示；而几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体，以B表示。吸收操作所得的溶液称为吸收液或溶液，它是溶质A在溶剂S中的溶液；被吸收后排除出的气体称为吸收尾气，其主要成分为惰性气体B，但仍含有少量未被吸收的溶质A。吸收操作在石油化工、天然气化工以及环境工程中有极其广泛的应用，按工程目的可归纳为：
1. 净化原料气或精制气体产品；
2. 分离气体混合物以获得需要的目的组分； 3. 制取气体溶液作为产品或中间产品； 4. 治理有害气体的污染、保护环境。
与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离出来而转移到气相的过程（用惰性气体吹扫溶液或将溶液加热或将其送入减压容器中使溶质放出），称为解吸或提馏。吸收与解吸的区别仅仅是过程中物质传递的方向相反，它们所依据的原理一样。
（一）吸收的基本原理 物理吸收和化学吸收
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，溶质与溶剂的结合力较弱，解吸比较方便。
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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。同时，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。此种利用化学反应而实现吸收的操作称为化学吸收。
1. 气体在液体中的溶解度，即气－液平衡关系
在一定条件（系统的温度和总压力）下，气液两相长期或充分接触后，两相趋于平衡。此时溶质组分在两相中的浓度分布服从相平衡关系。对气相中的溶质来说，液相中的浓度是它的溶解度；对液相中的溶质来说，气相分压是它的平衡蒸汽压。气液平衡是气液两相密切接触后所达到的终极状态。在判断过程进行的方向（吸收还是解吸），吸收剂用量或是解吸吹扫气体用量，以及设备的尺寸时，气液平衡数据都是不可缺少的。
吸收用的气液平衡关系可用亨利定律表示：气体在液体中的溶解度与它在气相中的分压成正比。即
p*?EXY*?mX
式中，p*——溶质在气相中的平衡分压，KPa
Y*——溶质在气相中的摩尔分率 X ——溶质在液相中的摩尔分率
E和m为以不同单位表示的亨利系数，m又称为相平衡常数。这些常数的数值越小，表明可溶组分的溶解度越大，或者说溶剂的溶解能力越大。E与m的关系为：
m?E p 式中，p——总压，KPa
亨利系数随温度而变，压力不大（约5MPa以下）时，随压力而变得很小，可以不计。不同温度下，二氧化碳的亨利系数如下：
表1 不同温度下CO2溶于水的亨利系数
温度（℃） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 E（MPa） 73.7 88.7 105 124 144 166 188 212 236 260 287
吸收过程涉及两相间的物质传递，它包括三个步骤： ①溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递；
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