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1、工程4吸收解吸及设备操作学习任务1吸收及解吸方案确实定和主体设备的选择计划学时2职业能力目标专业能力社会能力方法能力确定吸收解吸过程方案选择主体设备团队工作能力沟通能力小组成员的协作能力扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学 习任务工作结果的评价与反思学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的传吸收解吸任务，确定吸收解吸方案，介绍流程 中的主要工艺设备。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、 评估等过程完成学习任务。教学环境分析石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工 单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆
2、装工具等教学方法采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用 任务驱动法实施工作任务。教学组织分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。实施步骤资讯教案内容实施步骤计划与决策1 .引导学生结合现场设备和网络资源熟悉吸收解吸单元操作。1）接受任务2）完成基础知识学习2 .监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划1）对学习进行决策2）制定学习计划（提交计划，组长汇报）3）对学员的计划进行可行性分析之升气管式分布板。图2-11截锥式液体再分配装置4、
3、除沫装置除沫装置安装在液体分布器上方，用以除去出口气体中的液滴。常用的除沫装置有折流 板除沫器、旋流板除沫器及丝网除沫器等。工业上常用的除沫器有折板式、丝网式、旋流式等多种形式，如图2-11所示(a)折板式除沫器(a)折板式除沫器(b)丝网式除沫器图2-12除沫器5.其他附件填料压紧装置如图2-12所示。为保持操作中填料床层为恒定高度的固定床，从而保持 均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，在填料装填后于其上方安装填料压紧装置。(a)填料压紧栅板(b)填料压紧网板(c) 905型金属压板图2-13填料压紧装置液体出口装置如图2-14所示。液体出口装置应当能顺畅地排出液体，且能保证塔内气 体不从
4、此外泄。常压操作常用图2-14(a)所示的液封装置。而图2-14 (b)所示的倒U形液封 装置常用于塔内、外压差较大的情况。图2-14液体出口装置如图2-14所示是最简单的两种气体进口装置。图2.15(a)所示为将进气管伸到塔中心线 位置，管端切成45。向下的斜口。图2- 15(b)所示为将管前端切成向下的切口。这两种气体 进口装置均能使气流折转向上、均匀分散，同时又能防止下降的液体进人气管中。(a)图 2-15气体进口装置教学组织教学内容教学过程设计及时间分配1.告知训练工程：吸收解吸方案确定和主体设备的 选择；教师讲授，PPT, 5min2.介绍吸收解吸在化工生产中的应用；教师讲授，PPT
5、, lOmin3.介绍吸收解吸过程案例；教师讲授，PPT, lOmin4.讲解工业吸收解吸方法；教师讲授，PPT, lOmin5.吸收解吸方案确定和主体设备的选择训练；教师讲授,PPT, 30min6.进行吸收解吸过程的认识考核；教师讲授,PPT, 20min7.归纳总结：吸收解吸方案确定和主体设备的选择 的重要性及基本步骤；教师讲授，PPT, lOmin8.布置下次任务：吸收解吸参数工艺参数确实定。教师讲授,PPT, 5min实施步骤检查与评估实施步骤学习工作任务的实施检查学生工作是否完整完成？归档是否完整？专业能力、社会能力和方法能力是否提高?工作态度、工作质量情况平安、环保及6s情况填写
6、任务工单的评价表格吸收操作分类根据吸收过程的特点，吸收操作可分为下述几种。1 .物理吸收和化学吸收 在吸收过程中，如果溶暇与溶剂之间不发生明显的化学反响， 可看作是气体中百溶组分单纯溶解于液相的物理过程，那么称为物理吸收。用水吸收二氧化碳、 用洗油吸收芳烧等过程都属于物理吸收。如果溶质与溶剂发生显著的化学反响，那么称为化学 吸收。用硫酸吸收氨、用碱液吸收二氧化碳等过程均为化学吸收。2 .单组分吸收和多组分吸收 假设混合气体中只有一个组分进入液相，其余组分不溶解于 溶剂中，那么称为单组分吸收；如果混合气体中有两个或多个组分进入液相，那么称为多组分吸 收。例如，合成氨原料气中含有N2,H2,CO,
7、CO2等几个组分，而只有C02一个组分在高压水 中有较为明显的溶解度，这种吸收过程属于单组分吸收过程；用洗油处理焦炉气时，气相中 的苯、甲苯、二甲苯等几个组分都可明显地溶解于洗油中，这种吸收过程属于多组分吸收。3 .等温吸收和不等温吸收 气体溶解于液体时常伴随着热效应，假设进行化学吸收，还会 有反响热，从而引起液相温度升高，这样的吸收过程称为非等温吸收。假设被吸收组分在气相 中浓度很低而吸收剂的用量又相当大时，热效应很小，几乎觉察不到液相温度的升高，那么可 视作等温吸收。如果吸收设备散热良好，能及时引出热量而维持液相温度大体不变，自然也 属于等温吸收之例。4,低浓度吸收与高浓度吸收一般说来，溶
8、质在气液两相中浓度均不太高的吸收过程， 即为低浓度吸收过程；反之假设溶质在气液两相浓度都比拟高，那么称为高浓度吸收。高浓度气 体吸收过程中，在吸收设备的不同截面上，气液两相的流量变化明显，且伴随着显著的热效 应，大都属于不等温吸收过程。一般，溶剂对气体的溶解度都不会很大，所以吸收操作适用 于低浓度气体混合物的别离，对高浓度气体混合物往往使之液化后再用精储别离。例如，用 空气作原料制备氧和氮（俗称“空分”）即是采用液化精储的技术路线。吸收设备有多种类型，最常用的有填料塔与板式塔，如图2-1所示。填料塔中装有诸如 瓷环之类的填料，气液接触在填料中进行。板式塔中安装有筛孔塔板，气液两相在塔板上鼓 泡
9、进行接触。混合气体自塔底引入吸收塔，在压差作用下向上流动；吸收剂自塔顶引人，在重力作用下向下流动。吸收剂吸收了吸收质后形成的液体为吸收液或溶液自塔底引出，吸收后剩余的 气体为尾气自塔顶引出。吸收的分类在化学工业生产中，常常需要从气体混合物中别离出其中一种或多种组分。例如，在合 成氨工业中，为了净化原料气，用水处理原料气以除去其中的二氧化碳等。吸收操作就是分 离气体混合物的一种方法。使气体溶解于液体中的操作称为吸收操作。当气体混合物与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分溶解于液体中，而不能溶解 的组分仍留在气体中，使气体混合物得以别离，吸收操作就是利用气体混合物中各组分在液 体中的溶解度不同来
10、别离气体混合物。在吸收操作中，所用的液体称为吸收剂或溶剂，被溶解的气体称为吸收质或溶质，不能 溶解的气体称为惰性气体或载体。在上例中，二氧化碳是吸收质，水是吸收剂。所以吸收过 程是吸收质从气相转移到液相的过程。而物质从一相转移到另一相的过程，称为传质过程。 吸收就是属于传质过程的单元操作。根据吸收过程的特点，吸收操作可分为下述几种。1 .物理吸收和化学吸收 在吸收过程中，如果溶暇与溶剂之间不发生明显的化学反响， 可看作是气体中百溶组分单纯溶解于液相的物理过程，那么称为物理吸收。用水吸收二氧化碳、 用洗油吸收芳煌等过程都属于物理吸收。如果溶质与溶剂发生显著的化学反响，那么称为化学 吸收。用硫酸吸
11、收氨、用碱液吸收二氧化碳等过程均为化学吸收。2 .单组分吸收和多组分吸收 假设混合气体中只有一个组分进入液相，其余组分不溶解于 溶剂中，那么称为单组分吸收；如果混合气体中有两个或多个组分进入液相，那么称为多组分吸 收。例如，合成氨原料气中含有N2,H2,CO,CO2等几个组分，而只有CO2一个组分在高压水 中有较为明显的溶解度，这种吸收过程属于单组分吸收过程；用洗油处理焦炉气时，气相中 的苯、甲苯、二甲苯等几个组分都可明显地溶解于洗油中，这种吸收过程属于多组分吸收。3 .等温吸收和不等温吸收 气体溶解于液体时常伴随着热效应，假设进行化学吸收，还会 有反响热，从而引起液相温度升高，这样的吸收过程
12、称为非等温吸收。假设被吸收组分在气相 中浓度很低而吸收剂的用量又相当大时，热效应很小，几乎觉察不到液相温度的升高，那么可 视作等温吸收。如果吸收设备散热良好，能及时引出热量而维持液相温度大体不变，自然也 属于等温吸收之例。4 .低浓度吸收与高浓度吸收 一般说来，溶质在气液两相中浓度均不太高的吸收过程， 即为低浓度吸收过程；反之假设溶质在气液两相浓度都比拟高，那么称为高浓度吸收。高浓度气 体吸收过程中，在吸收设备的不同截面上，气液两相的流量变化明显，且伴随着显著的热效 应，大都属于不等温吸收过程。一般，溶剂对气体的溶解度都不会很大，所以吸收操作适用 于低浓度气体混合物的别离，对高浓度气体混合物往
13、往使之液化后再用精微别离。例如，用 空气作原料制备氧和氮（俗称“空分”）即是采用液化精储的技术路线。吸收设备有多种类型，最常用的有填料塔与板式塔，如图2-1所示。填料塔中装有诸如 瓷环之类的填料气液接触在填料中进行。板式塔中安装有筛孔塔板，气液两相在塔板上鼓 泡进行接触。混合气体自塔底引人吸收塔，在压差作用下向上流动；吸收剂自塔顶引人，在重力作用 下向下流动。吸收剂吸收了吸收质后形成的液体为吸收液或溶液自塔底引出，吸收后剩余的 气体为尾气自塔顶引出。吸收剂的选择（一）吸收剂选用的依据吸收过程是气体中的溶质溶解于吸收剂中，即通过两相之间的接触传质来实现的。 吸收操作的成功与否很大程度取决于吸收剂
14、性能的优劣。评价吸收剂优劣主要依据有以下几 点。1 .溶解度 吸收剂应对混合气体中的被别离组分（吸收质）有很大的溶解度，或 者说在一定的温度与浓度下，吸收质的平衡分压要低。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，气体中吸收质的极限剩余亦可降低。2 .选择性混合气体中其他组分在吸收剂中的溶解度要小，即吸收剂具有较高的 选择性。3 .挥发性在操作温度下吸收剂的蒸气压要低，因为吸收尾气往往为吸收剂蒸气 所饱和，吸收剂挥发度越高，其损失量越大。4 .黏度 吸收剂在操作温度下赫度越低，其在塔内的流动性越好，有利于传质和 传热。5 .再生性 吸收质在吸收剂中的溶解度应对温度的变化比拟敏感
15、，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，平衡分压迅速上升。6,稳定性 化学稳定性好，以免在使用过程中发生变质。7 .经济性 价廉、易得、无毒、不易燃烧、冰点低。实际上，很难找到一种溶剂能满足所有这些要求。因此，应对可供选用的吸收剂做 出技术与经济评价后，合理选用。（二）吸收剂的选用在生产中，往往所选用的吸收剂很难满足上述的要求，这时应具体问题具体分析, 抓住主要方面加以考虑。在现代化学工业中，吸收气体中的某一组分往往既可以采用物理吸收，也可以采用化学 吸收，这就与吸收剂选择有密切的关系，如二氧化碳可以用水吸收，也可以用氢氧化钠溶液 吸收。应说明物理吸收过程是可逆的，可以释放被吸收气体；化学吸收那么局部是不可逆的, 碱液吸收二氧化碳变为碳酸盐就不能释放二氧化碳。一般吸收工业尾气多采用化学吸收。吸 收气体的某一组分除可采用物理吸收与化学吸收外，在同一类吸收方法中，也有不同的吸收 剂可供选择。例如，可用水洗二氧化碳，也可用甲醇洗二氧化碳。对于同一吸收剂也可选用 不同的操作条件，例如，可采用常压水洗二氧化碳或高压水洗。这些都要和化学工
