(整理)吸收解吸實訓(xùn)實驗

1、1224) 4) 5) 5) 7) 9) ) ) ) ) ) 職業(yè)教育的根本是培養(yǎng)有較強實際動手能力和職業(yè)精神的技能型人才，而實訓(xùn)設(shè)備是培養(yǎng)這種能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實驗設(shè)備更多是驗證實驗原理，缺乏對學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)，更無法實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬，故障的發(fā)現(xiàn)，分析，處理能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為了實現(xiàn)職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，必須建立現(xiàn)代化的實訓(xùn)基地，具有現(xiàn)代工廠情景的實訓(xùn)設(shè)備。本吸收解吸實訓(xùn)裝置把化工技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理等最新的成果揉合在了一起，實現(xiàn)了工廠模擬現(xiàn)場化、故障模擬、故障報警、網(wǎng)絡(luò)采集、網(wǎng)絡(luò)控制等培訓(xùn)任務(wù)。按照“工學(xué)結(jié)合、校企合作”的人才培養(yǎng)模式，以典型的化工生產(chǎn)過程

2、為載體，以液液傳質(zhì)分離任務(wù)為導(dǎo)向，以崗位操作技能為目標(biāo)，真正做到學(xué)中做、做中學(xué)，形成“教、學(xué)、做、訓(xùn)、考”一體化的教學(xué)模式。以任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、學(xué)做合一的教學(xué)方法構(gòu)建課程體系，開發(fā)設(shè)計吸收解吸操作技能訓(xùn)練裝置。本吸收解吸實訓(xùn)裝置具有以下特點：考核方案標(biāo)準(zhǔn)化；職業(yè)素養(yǎng)文明化。1) 了解填料塔的結(jié)構(gòu)和特點；2) 能正確使用設(shè)備、儀表，及時進行設(shè)備、儀器、儀表的維護與保養(yǎng)；3) 能及時掌握設(shè)備的運行情況，隨時發(fā)現(xiàn)、正確判斷、及時處理各種異?，F(xiàn)象，特殊情況能進行緊急停車操作；4) 掌握填料吸收、解吸塔的基本操作、調(diào)節(jié)方法；5) 了解吸收、解吸總傳質(zhì)系數(shù)的意義；6) 了解影響吸收解吸的主要因素；7)

3、學(xué)會做好開車前的準(zhǔn)備工作；8) 正常開車，按要求操作調(diào)節(jié)到指定數(shù)值；9) 完成水吸收空氣中 CO 210) 完成空氣解吸水中 CO 211) 能進行故障點的排除工作；12) 正常停車；13) 了解掌握工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)安全知識。氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一。由于 CO2 氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實驗常選擇 CO2 作為溶質(zhì)組分。本實驗采用水吸收空氣中的 CO2 組分。一般 CO2 在水中 CO2 氣體通入空氣中混合以提高空氣中的 CO2 濃度，水中的 CO2 含量仍然很低，所以吸收的計算方法可按低濃度來處理，并且此體系 CO2 氣體的解吸過程屬于液膜控制。因此，本實驗主要測定 Kxa 和

4、HOL。LLy x(y x )G2G2）G ； L ； G (y y ) L (x x )）1212LLy x(y x )2G2G）LLy x(y x )1G1G1計算公式填料層高度 Z為L dxz dZZxHN1x xK axOLOL0 x2式中： LKxa液體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m2s)；以X為推動力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / (m3s)；HOL液相總傳質(zhì)單元高度，m；HOGNOL液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù) A=L/mG1y ) 1N2 OL 1A1 12測定方法（1）空氣流量和水流量的測定本實驗采用轉(zhuǎn)子流量計測得空氣和水的流量，并根據(jù)實驗條件（溫度和

5、壓力）和有關(guān)公式換算成空氣和水的摩爾流量。（2）測定填料層高度 Z和塔徑 D；（3）測定塔頂和塔底氣相組成 y1和 y2；（4）平衡關(guān)系。本實驗的平衡關(guān)系可寫成y = mx式中： m相平衡常數(shù)，m=E/P；EP亨利系數(shù)，Ef(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；總壓，Pa，取 1atm。對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算G(y y ) L(x x )1212可得 x 。1HNNN）NH）H為 一) 實驗裝置分為流體輸送對象，控制柜，上位機，數(shù)據(jù)監(jiān)控采集軟件，數(shù)據(jù)處理軟件幾部分。流體輸送對象包括吸收塔、解吸塔、風(fēng)機，水泵、儲氣罐、水箱、轉(zhuǎn)子流量計、孔板流量計、CO2鋼瓶、差壓變送器、現(xiàn)場變送儀

6、表等。二) 吸收解吸是石油化工生產(chǎn)過程中較常用的重要單元操作過程。吸收過程是利用氣體混合物中各個組分在液體(吸收劑)中的溶解度不同，來分離氣體混合物。被溶解的組分稱為溶質(zhì)或吸收質(zhì)，含有溶質(zhì)的氣體稱為富氣，不被溶解的氣體稱為貧氣或惰性氣體。溶解在吸收劑中的溶質(zhì)和在氣相中的溶質(zhì)存在溶解平衡，當(dāng)溶質(zhì)在吸收劑中達到溶解平衡時，溶質(zhì)在氣相中的分壓稱為該組分在該吸收劑中的飽和蒸汽壓。當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的分壓大于該組分的飽和蒸汽壓時，溶質(zhì)就從氣相溶入液相中，稱為吸收過程。當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的分壓小于該組分的飽和蒸汽壓時，溶質(zhì)就從液相逸出到氣相中，稱為解吸過程。提高壓力、降低溫度有利于溶質(zhì)吸收；降低壓力、提高溫度有利

7、于溶質(zhì)解吸，正是利用這一原理分離氣體混合物，而吸收劑可以重復(fù)使用。三) 吸收工藝流程：水箱里的自來水經(jīng)水泵加壓后，經(jīng)液相轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計后送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由旋渦風(fēng)機送來的空氣進入氣體緩沖罐后，經(jīng) 10：1）混合后，經(jīng)過孔板流量計，然后再直接進入塔底，與水在塔內(nèi)填料進行逆流接觸，進行質(zhì)量和熱量的交換，用水吸收空氣中的CO ，由塔頂出來的尾氣放空，塔底出來的吸收2略，整個實驗過程看成是等溫操作。 CO 2送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由旋渦風(fēng)機送來的空氣進入氣體緩沖罐后，經(jīng)閘閥調(diào)節(jié)流量、通過轉(zhuǎn)子流量計、經(jīng)過孔板流量計后，直接進入塔底，與水在塔內(nèi)填料 CO 2的吸收，

8、所以熱量交換可略，整個實驗過程看成是等溫操作。圖 1 吸收解吸實訓(xùn)裝置四) V101V102V103V104P101P102P103P104FI01FI02FI03FI04FI05FI06FI07FI08FIC09FIC10PI01PI02PI03PI04TI301TI02AI301AI302吸收液儲罐、解吸劑液儲罐吸收液儲罐1011121314151617181920212223242526解吸 CO 轉(zhuǎn)子流量計2吸收氣體進口取樣口吸收氣體尾氣出口取樣口吸收氣體進口排空取樣口吸收液體出口取樣口解吸氣體進口取樣口解吸氣體進口排空取樣口解吸氣體尾氣出口取樣口解吸液體進口取樣口解吸液體出口取樣口吸

9、收風(fēng)機旁路閥2829303132333435363738394041424344454647484950515253545556VA001VA002VA003VA004VA005VA006VA007VA008VA009VA010VA011VA012VA013VA013VA101VA102VA103VA104VA105VA106VA107VA108VA109吸收塔底液位調(diào)節(jié)閥解吸劑儲液罐進料閥解吸劑儲液罐放空閥解吸劑儲液罐放料閥吸收水泵出口流量調(diào)節(jié)閥吸收水泵進口閥門解吸氣體緩沖罐放空閥58596061626364656667CO 進口控制電磁閥2P104解吸風(fēng)機五) 吸收塔氣體進口壓力解吸塔氣體

10、進口壓力吸收氣體緩沖罐壓力解吸氣體緩沖罐壓力吸收氣體溫度熱電阻+智能儀表，1 級熱電阻+智能儀表，1 級玻璃轉(zhuǎn)子流量計解吸氣體溫度吸收 CO 流量顯示2孔板流量計+智能儀表，1 級玻璃轉(zhuǎn)子流量計現(xiàn)場集中現(xiàn)場集中孔板流量計+智能儀表，1 級玻璃轉(zhuǎn)子流量計解吸 CO 流量顯示2FIC09 解吸液體流量顯示渦輪流量計+智能儀表，1 級FIC10 吸收液體流量顯示控制 集中渦輪流量計+智能儀表，1 級六) 耗量額定功率0.75KW0.12KW0.75KW0.12KW2KW吸收風(fēng)機吸收水泵解吸風(fēng)機解吸水泵總計總計總計一) 1) 檢查公用工程水電是否處于正常供應(yīng)狀態(tài)（水壓、水位是否正常；電壓、指示燈是2)

11、 打開 CO 鋼瓶閥門，檢測 CO 鋼瓶減壓閥壓力是否正常；223) 熟悉設(shè)備工藝流程圖，各個設(shè)備組成部件所在位置；熟悉各閥門的作用及用途。4) 熟悉溫度、流量測量點、控制點的位置。5) 在向罐體加液前，檢查罐體各閥門位置：關(guān)閉閥門 VA013、VA011；打開閥 VA010。6) 打開自來水閥門，往吸收劑儲液罐 V103 里加入自來水，液位到罐體的 2/3 的位置，水箱液位可通過浮球閥控制。7) 測量并記錄當(dāng)前輕相液儲罐和重相液儲罐的液位。二) 1、開啟電源1）在儀表操作盤臺上，開啟總電源開關(guān)，此時總電源指示燈亮；2）開啟儀表電源開關(guān)，此時儀表電源指示燈亮，且儀表上電。2、開啟計算機啟動監(jiān)控

12、軟件1）打開計算機電源開關(guān)，啟動計算機；2 MCGS組態(tài)環(huán)境，如圖 2所示：圖 2 MCGS組態(tài)軟件組態(tài)環(huán)境3）點擊菜單“文件F5”進入運行環(huán)境，如圖3所示，輸入班級、4界面，點擊“填料吸收塔單元操作實訓(xùn)”進入實訓(xùn)軟件界面，如圖 5所示，監(jiān)控軟件就啟動起來了。圖 3 監(jiān)控軟件登陸界面圖 4 監(jiān)控軟件實訓(xùn)項目選擇界面圖 5 填料吸收塔單元操作實訓(xùn)軟件界面圖 6 填料解吸塔單元操作實訓(xùn)軟件界面4）圖56 PV SV OP如圖 6所示，可對控制的 PID參數(shù)進行設(shè)置，一般不設(shè)置。圖 6 吸收液相流量控制窗口3、開啟吸收塔液相水泵和管路1)檢查管路各閥門位置：打開閥門： VA012、VA014、VA0

13、08、VA010；關(guān)閉閥門 VA013、VA007、VA009、VA011。2)檢查吸收液相水泵前閥 VA012是否打開，打開吸收液相泵電源開關(guān)，泵運轉(zhuǎn)，檢查泵運轉(zhuǎn)方向是否正常。吸收液相流量調(diào)節(jié)：手動時：調(diào)節(jié)閥門 VA104，調(diào)節(jié)吸收液相流量為 200L/h；自動調(diào)節(jié)時：把閥門VA104逆時針開到最大，在儀表控制箱上把“吸收液相流量手自動控制儀”設(shè)到自動控制狀態(tài)，設(shè)定儀表設(shè)定值為 200，吸收液相流量就會自動控制在 2000L/h。吸收液相流量控制結(jié)構(gòu)圖如圖 7所示。變頻器計量泵流量渦輪流量計圖 7 吸收液相流量控制結(jié)構(gòu)圖4、開啟吸收塔氣相風(fēng)機和管路1)檢查管路各閥門位置：打開閥門 VA004

14、、VA006；關(guān)閉閥門 VA002、VA003；調(diào)整閥VA001的開度。2)打開氣相風(fēng)機電源開關(guān)，風(fēng)機運轉(zhuǎn)，檢查風(fēng)機運轉(zhuǎn)方向是否正常（進風(fēng)口吸風(fēng)為正 VA001、VA004的大小，調(diào)節(jié)吸收氣相流量為 4m/h。35、吸收塔底液封的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)好液相流量和氣相流量后，調(diào)節(jié)閥 VA008的開度大小，調(diào)節(jié)塔底液封在塔底液體出口管到氣相進風(fēng)口之間，并保持穩(wěn)定。注意：液封過高會使液相倒流到氣相管路里去，沒有液封會導(dǎo)致液體直接從塔底逃出吸收塔外，起不到吸收的作用。6、開啟解吸塔氣相風(fēng)機和管路1)檢查管路各閥門位置：打開閥門 VA103、VA106；關(guān)閉閥門 VA102、VA109；調(diào)整閥V101的開度。2)打

15、開氣相風(fēng)機電源開關(guān)，風(fēng)機運轉(zhuǎn)，檢查風(fēng)機運轉(zhuǎn)方向是否正常（進風(fēng)口吸風(fēng)為正 VA101、VA103的大小，調(diào)節(jié)解吸氣相流量為 4m/h。37、開啟解吸塔液相水泵和管路1) VA110VA111VA107 VA011VA108。2)檢查解吸液相水泵前閥 VA110是否打開，打開吸收液相泵電源開關(guān)，泵運轉(zhuǎn)，檢查泵運轉(zhuǎn)方向是否正常。吸收液相流量調(diào)節(jié)：手動時：調(diào)節(jié)閥門 ，調(diào)節(jié)吸收液相流量為 200L/h；自動調(diào)節(jié)時：把閥門VA111逆時針開到最大，在儀表操作盤臺上把“解吸液相流量手自動控制儀”設(shè)到自動控制狀態(tài)，設(shè)定儀表設(shè)定值為 200，解吸液相流量就會自動控制在 2000L/h。解吸液相流量控制結(jié)構(gòu)圖如圖

16、 7所示。變頻器計量泵流量渦輪流量計圖 7 解吸液相流量控制結(jié)構(gòu)圖8、解吸塔底液封的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)好液相流量和氣相流量后，調(diào)節(jié)閥 VA107的開度大小，調(diào)節(jié)塔底液封在塔底液體出口管到氣相進風(fēng)口之間，并保持穩(wěn)定。注意：液封過高會使液相倒流到氣相管路里去，沒有液封會導(dǎo)致液體直接從塔底逃出解吸塔外，起不到解吸的作用。9、實驗方法1）當(dāng)操作穩(wěn)定后（一般穩(wěn)定 10 VA301 取吸收氣相原料樣，通過VA302 取吸收氣相尾氣樣；通過閥 VA304 取解吸前氣相樣，通過閥 VA303 取解吸后氣相樣；2）連到色譜，進樣分析各濃度。3）調(diào)整吸收、解吸液的流量到 300L/h，穩(wěn)定 10 分鐘，再取一組樣；4）進樣到色譜，進行分析各濃度。(三) 1、CO 鋼瓶停車：21）實驗取樣結(jié)束后，先關(guān)閉 CO2 鋼瓶的閥門，再逆時針方向關(guān)閉減壓閥閥門。2、解吸液相泵停車：1）在儀表操作臺上，對“解吸液相流量手自動控制儀” 上，把解吸液相流量設(shè)定值設(shè)定為 0，讓解吸液相泵停止轉(zhuǎn)動；2）關(guān)閉“解吸水泵電源”開關(guān)。3、解吸風(fēng)機停車：1）在儀表控制操作臺上，關(guān)閉“解吸風(fēng)機電源”開關(guān)；4、吸收