吸收操作技術(shù)-吸收設(shè)備的操作（化工原理課件）

4吸收操作技術(shù)4.3.3吸收塔常見(jiàn)故障及處理

一、填料塔常見(jiàn)設(shè)備故障與處理填料塔常見(jiàn)設(shè)備故障與處理見(jiàn)下表所示，

常見(jiàn)故障產(chǎn)生原因處理方法全塔效率低，塔壓降與設(shè)計(jì)誤差不大。液體分布器問(wèn)題：1、設(shè)計(jì)不合理2、分布器腐蝕漏液3、安裝水平度差4、超過(guò)操作彈性5、分布器堵塞1、改進(jìn)設(shè)計(jì)，重新加工制作分布器；2、修補(bǔ)或更換分布器；3、重新安裝，調(diào)水平度；4、調(diào)整分布孔的密度；5、清除堵塞。全塔效率低，但塔壓降設(shè)計(jì)誤差不大。一般減小氣相負(fù)荷或增加回流可明顯改善分離效率。另外，霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，在高負(fù)荷操作時(shí)，塔壓降大。氣體分布不均，通常為塔釜?dú)庀嗳肟跓o(wú)氣體分布器。增設(shè)氣體分布器。

常見(jiàn)故障產(chǎn)生原因處理方法塔的分離效率差、壓降大、通量小液體收集器漏液1、降液管太小或入口阻力大，造成降液困難，液體由升氣管漏液；2、密封不好，漏液或百葉窗式收集器濺液。1、增大降液管直徑或擴(kuò)大降液管入口尺寸；2、改善擋液板角度和尺寸，防止漏液。塔低負(fù)荷操作時(shí)，分離效率較高。而在高負(fù)荷操作時(shí)，分離效率較差。液體分布器在塔內(nèi)的安裝位置出現(xiàn)錯(cuò)誤。按設(shè)計(jì)要求，重新安裝液體分布器。1、塔壓降小，分離效率差；2、塔壓降大，操作上限低。在低負(fù)荷下操作，塔分離效率較高。填料安裝質(zhì)量問(wèn)題：1、散裝填料填充太松，規(guī)整填料盤(pán)間或與塔壁間的間隔大；2、填料變形或破損。按設(shè)計(jì)要求，重新安裝塔填料。

二、吸收系統(tǒng)常見(jiàn)操作事故與防止（1）攔液和液泛吸收系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了避免液泛的主要因素，因此正常操作一般不會(huì)發(fā)生液泛，但當(dāng)操作負(fù)荷大幅度波動(dòng)或溶液起泡后，氣體夾帶霧沫過(guò)多，就會(huì)形成攔液乃至液泛。防止措施是嚴(yán)格控制工藝參數(shù)；保持系統(tǒng)操作平穩(wěn)，盡量減輕負(fù)荷波動(dòng)，使工藝變化在裝置許可的范圍內(nèi)；及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

2、溶液氣泡隨之運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，由于一些表面活性劑的作用，溶液會(huì)生成一種穩(wěn)定的泡沫，當(dāng)積累到一定量時(shí)就會(huì)影響系數(shù)和再生效果，嚴(yán)重時(shí)氣體的帶液量增大，甚至發(fā)生液泛，使系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。防止措施是：（1）高效過(guò)濾。使用高效的機(jī)械過(guò)濾器，輔以活性炭過(guò)濾器，可以有效去除溶液中的泡沫、油污及細(xì)小的固體雜質(zhì)微粒。

（2）加入消泡劑。良好的消泡劑可以減少泡沫的形成。使用消泡劑的基本原則是：因地制宜，擇優(yōu)使用，少用慎用，用除結(jié)合。（3）將新配制的溶液靜置幾天，待“熟化”后再進(jìn)入系統(tǒng)。3、塔阻力升高吸收塔的阻力在正常操作條件下基本穩(wěn)定，當(dāng)溶液氣泡或填料層被破碎，腐蝕的填料或其他機(jī)械雜質(zhì)、臟物的堵塞等，會(huì)影響溶液流通，引起塔阻力升高，對(duì)吸收塔的操作非常不利，日常操作中應(yīng)盡量避免。

根據(jù)不同原因，采用相應(yīng)的處理方式。溶液的氣泡方式已經(jīng)討論；對(duì)于填料破碎或機(jī)械雜質(zhì)引起堵塞的處理是降低負(fù)荷，通過(guò)調(diào)整操作參數(shù)可維持生產(chǎn)，如有必要可停車(chē)進(jìn)行清理及更換耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)填料。實(shí)際運(yùn)行時(shí)事故處理必須根據(jù)實(shí)際情況酌情處理。為減少操作事故的發(fā)生，主動(dòng)防范是吸收操作的關(guān)鍵所在。

以上就是填料塔經(jīng)常遇到的故障診斷和處理方法，因?yàn)樗a(chǎn)生故障的原因比較多，所以也應(yīng)熟悉診斷和處理這些故障的一般步驟：如果嚴(yán)重，要立即停車(chē)，做檢查。如果不嚴(yán)重，則要分析塔的操作數(shù)據(jù)，與同類(lèi)裝置作比較。檢查塔的上游裝置及附屬設(shè)備，如泵、換熱器和相關(guān)工藝管線。對(duì)儀表度數(shù)和分析數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，特別要注意進(jìn)行塔物料平衡、熱量平衡和相平衡分析。如果是因?yàn)樵O(shè)計(jì)引起的故障，就要對(duì)照?qǐng)D紙，然后進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，核算塔是否在正常操作范圍運(yùn)行。最后還需要對(duì)實(shí)際操作傳質(zhì)進(jìn)行模擬計(jì)算，核算塔效率。

4吸收操作技術(shù)4.3.1吸收塔的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)類(lèi)型

常用的吸收塔有板式塔、填料塔、湍球塔、噴射式吸收器、液膜吸收器等。第三個(gè)單元已經(jīng)介紹了板式塔的內(nèi)容，本節(jié)主要介紹填料塔的結(jié)構(gòu)。

一、工業(yè)對(duì)吸收塔的要求工業(yè)上為了強(qiáng)化吸收過(guò)程，降低設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用，要求吸收塔應(yīng)滿足以下要求：1、氣液之間應(yīng)有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間。2、氣液之間擾動(dòng)強(qiáng)烈、吸收阻力低、吸收效率高。3、氣流通過(guò)時(shí)壓力損失小，操作穩(wěn)定。4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作維修方便，造價(jià)低廉。5、具有相應(yīng)的抗腐蝕和防堵塞能力。

二、填料塔的結(jié)構(gòu)填料塔是以塔內(nèi)裝有大量的填料為相間接觸構(gòu)件的氣液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔是吸收操作中使用最為廣泛的一種塔型，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由塔體、填料、液體分布裝置、填料壓緊裝置、填料支撐裝置、液體再分布裝置等構(gòu)成，如圖所示。

填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安裝填料壓板，以限制填料隨上升氣流的運(yùn)動(dòng)。液體從塔頂加入，經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置(小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置)分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層空隙。在填料表面氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。1、填料的選擇填料是填料塔的核心部分，它提供了氣液兩相接觸傳質(zhì)和傳熱的界面，填料塔操作的好壞與選用填料的正確與否有很大關(guān)系，是決定填料塔性能的主要因素，設(shè)計(jì)時(shí)首先選擇填料。選擇填料的原則如下：

（1）單位體積填料的表面積，即比表面積要大，且填科表面易為液體所潤(rùn)濕。（2）單位體積填料的空隙體積，即空隙率要高，以增加氣（汽）液的通過(guò)能力、減小流動(dòng)阻力。（3）經(jīng)久耐用，具有良好的耐腐蝕性、較高的機(jī)械強(qiáng)度和必要的耐熱性。（4）取材容易，價(jià)格便宜。

填料的選擇，應(yīng)根據(jù)操作壓力和介質(zhì)來(lái)選擇填料的材質(zhì)，根據(jù)操作工藝要求，選擇填料的型式，根據(jù)填料塔徑選擇填料尺寸。2、填料的類(lèi)型填料的種類(lèi)很多，工業(yè)上大致可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類(lèi)，如下圖所示。

3、填料的材質(zhì)選擇填料要根據(jù)被處理物料的腐蝕性及操作壓力，確定使用填料的材質(zhì)。各種材質(zhì)的填料使用范圍見(jiàn)下表。填料的使用范圍4、填料尺寸的選擇

填料尺寸選定與塔徑尺寸有關(guān)，一般要求塔徑與填料直徑之比不能太小，否則，填料與塔壁的間隙過(guò)大，易使液體沿塔壁空隙流下，使截面上液體分布不均。一般亂堆填料的最大裝填尺寸與塔徑的比例：對(duì)拉西環(huán)為1：8～1：20，鮑爾環(huán)為1：10～1：15，弧鞍形填料為1：10，矩鞍形填料為1：8～1：10。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也可按下表來(lái)選擇。

5、幾種常見(jiàn)的填料形狀

三、填料塔的附件填料塔的附件主要有填料支撐裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體再分布裝置和除沫裝置等構(gòu)成。合理的選擇和設(shè)計(jì)填料塔的附件，對(duì)保證填料塔的正常操作及良好的傳質(zhì)性能十分重要。填料支承裝置填料的支承裝置不但要有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且須有足夠的自由截面積，否則會(huì)增大塔的壓力降，發(fā)生液泛。在工業(yè)填料塔中，最常用的填料支承是柵板。液體噴淋裝置填料塔操作要求液體沿同一塔截面均勻分布。常見(jiàn)的液體噴淋裝置有多孔管式、槽式及擋板式等液體再分布器為使流向塔壁的液體能重新流回塔中心部位，一般在液體流過(guò)一定高度的填料層后裝置一個(gè)液體再分布器。除沫裝置

氣體從塔頂流出時(shí)，總會(huì)帶少量液滴出塔。為使氣體夾帶的液滴能重新返回塔內(nèi)，一般在塔內(nèi)液體噴淋裝置上方裝置除沫器。264吸收操作技術(shù)4.3.2吸收塔的操作與維護(hù)

一、開(kāi)停車(chē)操作1、開(kāi)車(chē)開(kāi)車(chē)分為短期停車(chē)后的開(kāi)車(chē)和長(zhǎng)期停車(chē)后的開(kāi)車(chē)。短期停車(chē)后的開(kāi)車(chē)步驟是:(1)開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī)，由原料氣向填料塔充壓至操作壓力。（2）啟動(dòng)吸收劑循環(huán)泵，使循環(huán)液按生產(chǎn)流程運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）調(diào)節(jié)塔頂各噴頭的噴淋量至生產(chǎn)要求。

（4）啟動(dòng)填料塔的液面調(diào)節(jié)器，使塔釜液面保持規(guī)定的高度。（5）系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，即可連續(xù)導(dǎo)入原料混合氣，并用放空閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。（6）當(dāng)塔內(nèi)的原料氣成分符合生產(chǎn)要求時(shí)，即可投入正常生產(chǎn)。長(zhǎng)期停車(chē)后的開(kāi)車(chē)：一般指檢修后的開(kāi)車(chē)。首先檢查各設(shè)備、管道、閥門(mén)、分析取樣點(diǎn)、電氣及儀表燈是否正常完好，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹凈、清洗、氣密試驗(yàn)和置換，合格后按短期停車(chē)后的開(kāi)車(chē)步驟進(jìn)行。

2、停車(chē)停車(chē)也包括短期停車(chē)、緊急停車(chē)和長(zhǎng)期停車(chē)。短期停車(chē)（又叫臨時(shí)停車(chē)）：臨時(shí)停車(chē)后系統(tǒng)仍處于正壓狀態(tài)。其操作步驟如下：（1）通知系統(tǒng)前后工序或崗位。（2）停止向系統(tǒng)送氣，同時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥。（3）停止向系統(tǒng)送循環(huán)液，關(guān)閉泵的出口閥，停泵后，關(guān)閉其進(jìn)口閥。（4）關(guān)閉其他設(shè)備的進(jìn)、出口閥門(mén)。

緊急停車(chē)：如遇停電或發(fā)生重大設(shè)備事故等情況時(shí)，需緊急停車(chē)。其操作步驟如下：（1）迅速關(guān)閉導(dǎo)入原料混合氣的閥門(mén)。（2）迅速關(guān)閉系統(tǒng)的出口閥。（3)按短期停車(chē)方法處理。

長(zhǎng)期停車(chē)：當(dāng)系統(tǒng)需要檢修或長(zhǎng)期停止使用時(shí)，需長(zhǎng)期停車(chē)。其操作步驟如下：（1）按短期停車(chē)操作停車(chē)，然后開(kāi)啟系統(tǒng)放空閥，卸掉系統(tǒng)壓力。（2）將系統(tǒng)中的溶液排放到溶液貯槽或地溝，然后用清水洗凈。（3）若原料氣中含有易燃、易爆物，則應(yīng)用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行置換，當(dāng)置換氣中易燃物含量小于5%、含氧量小于0.5%時(shí)為合格。（4）用鼓風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)送入空氣，進(jìn)行空氣置換，當(dāng)置換氣中含氧量大于20%時(shí)為合格。

二、正常操作要點(diǎn)及維護(hù)吸收系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、泵和填料塔組成，如何才能使這些設(shè)備發(fā)揮最大的效能和延長(zhǎng)使用壽命，應(yīng)做到以下及方面：1、正常操作要點(diǎn)（1）進(jìn)塔氣體的壓力和流速不宜過(guò)大，否則會(huì)影響氣液兩相的接觸效率，甚至使操作不穩(wěn)定。（2）進(jìn)塔吸收劑不能含有雜質(zhì)，避免雜物堵塞填料縫隙。在保證吸收率的前提下，盡量減少吸收劑的用量。

（3)控制進(jìn)氣溫度，將吸收溫度控制在規(guī)定范圍。（4）控制塔頂和塔底壓力，防止塔內(nèi)壓差過(guò)大。壓差過(guò)大，說(shuō)明塔內(nèi)阻力大，氣液接觸不良，將使吸收操作過(guò)程惡化。（5）經(jīng)常調(diào)節(jié)排放閥，保持吸收塔液面穩(wěn)定。（6）經(jīng)常檢查風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以保證原料氣和吸收劑流量的穩(wěn)定。（7）按時(shí)巡回檢查各控制點(diǎn)的變化情況及