吸收塔结构研发及流程模拟

来源 :常州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:david_lau82
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吸收法回收技术原理简单、效果良好、投资成本低,在有机废气治理上有广泛的应用。吸收塔作为吸收法回收工艺中的关键部件,其重要内件——液体分布器的高性能是吸收塔发挥高效率的重要保证。本文自主研发制造了一种新型管槽式液体分布器,搭建了实验设备,研究了不同参数条件对吸收塔传质效率、整塔压降、壁流效应的影响。其次,利用化工模拟软件ASPEN PLUS,模拟研究了不同运行条件对整体吸收工艺回收率与出口废气各组分含量的影响。主要研究成果如下:  (1)自主研制新型管槽式液体分布器。根据传统液体分布器的优缺点,提出一种新型分布器的设计,利用管式导液管进行一次液体分布,利用槽式布液槽进行二次液体分布,槽内溢流板和槽底连通管能有效提高液体分布均匀性。该结构充分发挥了管式与槽式液体分布器的各自优点,以此新型管槽式液体分布器为研究对象,搭建了实验基地,对比管式、槽式,将三种液体分布器进行对比实验研究。  (2)分析不同因素对填料塔的液体分布性能的影响。实验考察的气速、喷淋密度、分布器种类三种因素中,气速对液体分布性能影响很小,可以忽略;对于管式和槽式分布器,越大的喷淋密度,液体进料的初始分布越不均匀;对于新型管槽式分布器在高喷淋密度下明显占优,有更好的表现。  (3)分析不同因素对填料塔压降的影响。实验考察的气速、喷淋密度、分布器种类三种因素中,气速与压降呈线性关系;管式与槽式分布器随喷淋密度逐渐增大,整塔压降逐渐减少,新型管槽式分布器整塔压降有明显优势,基本保持不变。研究了各部件局部压降,除沫器是压降最大的内件。  (4)分析不同因素对填料塔壁流效应的影响。实验考察的气速、喷淋密度、分布器种类三种因素中,气速对壁流效应影响很小;喷淋密度对管式与槽式壁流效应没有明显影响,新型管槽式壁流效应表现明显比管式与槽式更佳。  (5)研究液体分布器现存问题并提出改进方案。针对实验中两种分布器出现的问题,分别提出了解释与改进方案,设计不合理以及加工精度不够导致了分布不均匀的加剧。改进后,液体分布器的整体分布与吸收效果都有所提高。  (6)利用流程模拟软件对吸收法回收工艺全流程进行模拟。在ASPEN PLUS软件中,创造了可用来替代复杂的多种有机混合物的吸收剂虚拟物用于模拟液相进料,建立了吸收法回收工艺全流程的模拟流程图。模拟分析了进液量、理论塔板数、解吸塔真空度对系统回收率和出口废气各组分含量的影响。
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