分离工程课件吸收与解吸(能源化工方向)

汇报人：AA2024-01-24分离工程课件吸收与解吸(能源化工方向)目录分离工程概述吸收过程分析解吸过程分析吸收与解吸设备介绍操作条件优化与控制策略案例分析：某化工厂吸收解吸系统改造01分离工程概述Part分离工程定义与分类分离工程定义利用物理、化学或物理化学方法，将混合物中的各组分进行分离、提纯或富集的过程。分离工程分类根据分离原理和方法的不同，可分为物理分离、化学分离和物理化学分离三类。分离工程在能源化工领域应用石油炼制通过蒸馏、萃取、吸附等分离方法，将原油分离成不同沸点的馏分，得到汽油、煤油、柴油等燃料。生物质能转化通过发酵、蒸馏等分离手段，将生物质转化为生物燃料和生物化工产品。天然气处理采用吸收、吸附、膜分离等技术，去除天然气中的杂质和水分，提高天然气品质。煤化工利用气化、液化等分离技术，将煤炭转化为合成气、合成油等化工产品。吸收原理利用混合物中各组分在吸收剂中的溶解度差异，使某一组分或某些组分从混合物中转入到吸收剂中的过程。解吸原理通过改变温度、压力或浓度等条件，使被吸收组分从吸收剂中释放出来的过程。解吸是吸收的逆过程。吸收与解吸基本原理02吸收过程分析Part吸收剂选择及性质选择原则根据被分离组分的性质、操作条件及经济因素综合考虑。吸收剂性质应具有对被分离组分良好的选择性、稳定性、低挥发性、低粘度、低毒性和低成本等。常见吸收剂水、有机溶剂（如醇类、醚类、酮类等）和混合溶剂等。STEP01STEP02STEP03吸收过程热力学基础溶解度表示被分离组分在吸收剂和另一相（如气相）之间的分配程度，是吸收过程的重要参数。分配系数热力学方程利用相平衡原理和热力学数据，可以计算不同条件下的溶解度、分配系数等热力学参数。表示吸收剂对被分离组分的溶解能力，受温度、压力和组分性质影响。描述被分离组分在吸收剂中的传质过程，包括分子扩散和对流传质等。传质模型传热模型反应模型描述吸收过程中的热量传递，包括热传导、对流传热和辐射传热等。对于伴有化学反应的吸收过程，需要建立反应动力学模型以描述反应速率和影响因素。030201吸收过程动力学模型03解吸过程分析Part加热解吸通过升高温度降低被吸附组分的分压，使其从吸附剂上脱附。该方法适用于热稳定性好的吸附剂和被吸附组分。减压解吸通过降低系统压力使被吸附组分从吸附剂上脱附。该方法适用于在较低压力下仍有较大吸附量的吸附剂。置换解吸用另一种与被吸附组分性质相近的物质，将被吸附组分从吸附剂上置换下来。该方法适用于具有选择性的吸附剂。解吸方法分类及特点描述在一定温度下，吸附量与平衡分压之间的关系曲线。通过吸附等温线可以了解吸附剂和被吸附组分之间的相互作用力以及吸附剂的吸附性能。吸附等温线包括吸附热、脱附热、焓变、熵变等，这些参数反映了吸附过程的热力学性质，对于理解解吸过程的机理和影响因素具有重要意义。热力学参数解吸过程热力学基础扩散模型描述被吸附组分在吸附剂内部的扩散过程，以及从吸附剂表面脱附并进入流体主体的过程。该模型适用于描述物理吸附和化学吸附的解吸过程。反应动力学模型将解吸过程视为一种化学反应，通过建立反应动力学方程来描述解吸速率与温度、压力、浓度等参数之间的关系。该模型适用于描述具有化学反应特性的解吸过程。解吸过程动力学模型04吸收与解吸设备介绍Part1423常见吸收设备类型及特点填料塔结构简单，操作弹性大，适用于处理腐蚀性、热敏性物料。板式塔处理能力大，效率高，但结构复杂，造价高。喷射器无运动部件，操作简便，但效率相对较低。静态混合器结构紧凑，混合效果好，但易堵塞。常见解吸设备类型及特点闪蒸罐结构简单，操作方便，但能耗较高。热交换器适用于处理高沸点、难挥发物料，但结构复杂。汽提塔处理能力大，效率高，但结构复杂，造价高。真空解吸塔适用于处理低沸点、易挥发物料，但能耗较高。满足工艺要求设备性能优良结构简单可靠经济合理设备选型与设计原则根据物料性质、处理量、操作条件等选择合适的设备类型。优先选择结构简单、维护方便、可靠性高的设备。优先选择效率高、能耗低、操作弹性大的设备。在满足工艺要求的前提下，尽量降低设备投资和运行成本。05操作条件优化与控制策略Part压力压力对气体吸收影响较大，高压有利于气体溶解于液体，但过高压力可能导致设备负荷增大和安全隐患。物料浓度物料浓度直接影响传质推动力，高浓度差有利于传质过程的进行，但浓度过高可能导致溶液粘度增大，传质效率降低。温度温度是影响吸收与解吸过程的重要因素，适当提高温度可加快反应速率，但过高可能导致副反应增加或产物分解。操作条件对分离效果影响123通过正交实验、单因素实验等方法，确定各操作条件对分离效果的影响程度，找出最佳操作条件组合。实验设计建立描述吸收与解吸过程的数学模型，通过模拟计算优化操作条件，提高分离效率。数学模型应用人工智能技术对实验数据进行挖掘和分析，发现隐藏的优化规律，指导实际操作。人工智能优化操作条件方法探讨根据分离过程的特点和控制要求，设计合理的控制系统结构，包括传感器、执行器、控制器等。控制系统设计针对吸收与解吸过程的非线性、时变等特点，选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。控制算法选择将优化后的操作条件和控制算法应用于实际生产过程，通过不断调整和完善，实现分离过程的稳定控制和优化运行。控制策略实施控制策略制定和实施06案例分析：某化工厂吸收解吸系统改造Part01原有吸收解吸系统设备使用时间长，部分设备出现老化现象，导致运行效率低下，无法满足生产需求。设备老化，运行效率低下02原系统能耗较高，不符合当前节能环保的政策要求，需要进行节能改造。能耗高，不符合节能环保要求03原系统操作复杂，需要人工操作的环节较多，自动化程度低，增加了操作难度和人力成本。操作复杂，自动化程度低原有系统存在问题诊断03自动化控制系统改造对原系统进行自动化控制系统改造，实现自动化操作和远程监控，降低人力成本和操作难度。01设备更新和升级对老化的设备进行更新和升级，采用高效、节能的新型设备，提高系统运行效率。02工艺流程优化对原有的工艺流程进行优化，减少不必要的环节和能耗，提高系统整体的运行效率。改造方案设计和实施过程经过改造后，系统运行效率得到显著提高，满足了生产需求。运行效率提高能耗降低自