气体吸收-分离工程-叶庆国主编课件

汇报人：AA2024-01-24气体吸收-分离工程-叶庆国主编课件延时符Contents目录绪论气体吸收基本原理气体吸收分离工艺及设备气体吸收操作条件优化与控制气体吸收分离工程实践案例气体吸收分离工程前沿技术展望延时符01绪论利用气体在液体中的溶解度差异，通过吸收剂的选择性吸收实现气体组分的分离。基于气体在液体中的溶解平衡和传质过程，通过调控操作条件和选择适当的吸收剂，实现目标组分的有效分离。气体吸收分离工程概述气体吸收分离工程原理气体吸收分离工程定义石油化工环保工程食品加工医药制造气体吸收分离工程应用领域01020304用于石油炼制过程中的气体脱硫、脱碳等。用于废气处理，如烟气脱硫、脱硝等。用于食品工业中的气体分离和提纯，如啤酒发酵过程中的二氧化碳回收。用于医药合成过程中的气体分离和净化。研究具有更高选择性、更快吸收速率和更低能耗的吸收剂。高效吸收剂的开发采用先进的传质、传热强化技术，提高气体吸收分离过程的效率。过程强化技术结合人工智能、大数据等技术，实现气体吸收分离过程的自动化和智能化控制，提高产品质量和生产效率。智能化控制注重环保和可持续发展，开发低污染、低能耗的气体吸收分离技术。绿色化发展气体吸收分离工程发展趋势延时符02气体吸收基本原理溶解度气体在液体中的溶解度随温度和压力的变化而变化，温度升高，溶解度降低；压力升高，溶解度增大。亨利定律在一定温度下，气体在液体中的溶解度与液面上该气体的平衡分压成正比。相平衡在一定的温度和压力下，气体与液体之间达到平衡状态，此时气体在液体中的溶解度和液面上该气体的平衡分压满足亨利定律。气体吸收过程热力学基础扩散系数表示气体分子在液体中扩散速度的物理量，与温度、压力和液体性质有关。传质系数表示单位时间内单位传质面积上气体吸收或解吸的量，与扩散系数、液体流速和界面状况有关。吸收速率方程描述气体吸收过程中，吸收速率与气体浓度、液体浓度和传质系数之间的关系。气体吸收过程动力学基础030201溶质渗透理论在双膜理论的基础上，考虑了溶质分子在膜内的扩散和渗透作用，更准确地描述了传质过程。表面更新理论考虑到液体表面的不断更新和流动，使得传质过程更加复杂。该理论通过引入表面更新速率来描述这一过程。双膜理论气体吸收过程中，气液两相之间存在两个停滞膜，即气膜和液膜。传质阻力主要集中在这两个膜内。气体吸收过程传质基础延时符03气体吸收分离工艺及设备气体吸收分离工艺流程去除杂质和水分，保证吸收剂活性。原料气与吸收剂接触，目标组分被吸收。通过加热、减压等方法使吸收剂释放目标组分。收集并处理释放的目标组分，得到最终产品。原料气预处理吸收过程分离过程产品回收板式塔塔内设置多层塔板，气体以连续相通过塔板上的液层，液体以分散相在塔板上形成液层进行吸收。具有操作弹性大、适应性强、易于调节等优点。填料塔塔内装填规整或散装填料，气体以连续相通过填料层，液体以分散相喷洒在填料上形成液膜进行吸收。具有处理量大、效率高、压降低等优点。喷射塔利用高速喷射的液体将气体带入并分散在液体中，形成气液混合物进行吸收。具有结构简单、操作方便、能耗低等优点。气体吸收塔设备类型及特点吸收剂用量的确定塔径的计算塔高的计算操作条件的确定气体吸收塔设计计算根据原料气组成、产品要求及吸收剂性质等因素确定吸收剂用量。根据传质单元高度或等板高度确定塔高。根据处理量及允许的空塔气速确定塔径。包括操作温度、压力、液气比等操作条件的确定。延时符04气体吸收操作条件优化与控制温度的变化会影响气体在吸收剂中的溶解度，进而影响吸收效率。温度压力吸收剂浓度气体流速压力的增加可以提高气体在吸收剂中的溶解度，但过高的压力可能导致设备成本增加和安全问题。吸收剂的浓度直接影响其吸收能力，浓度过高或过低都可能降低吸收效率。气体流速过快可能导致吸收不充分，而流速过慢则可能影响设备处理能力。操作条件对气体吸收性能影响实验设计通过正交实验、响应面法等实验设计方法，确定各操作条件的最佳组合。数值模拟利用计算流体力学（CFD）等数值模拟方法，优化操作条件，提高吸收效率。经验公式根据经验公式或经验数据，对操作条件进行调整和优化。操作条件优化方法采用自动化控制系统，实时监测和调整操作条件，确保吸收过程的稳定性和效率。自动控制根据操作人员的经验和判断，手动调整操作条件，以适应不同的生产需求。手动控制定期对设备进行维护和保养，确保设备的正常运行和延长使用寿命。预防性维护建立故障诊断系统，及时发现并处理设备故障，减少生产中断和损失。故障诊断与处理气体吸收过程控制策略延时符05气体吸收分离工程实践案例合成氨生产过程中会产生大量含氨废气，直接排放不仅浪费资源，还会造成环境污染。因此，需要采用有效的氨气回收技术。技术背景利用吸收剂对氨气的选择性吸收作用，将废气中的氨气吸收下来，然后通过加热或减压等方法将吸收剂中的氨气解吸出来，实现氨气的回收。技术原理该技术已广泛应用于合成氨生产企业，不仅提高了氨气的回收率，降低了生产成本，还有效减少了废气排放对环境的污染。技术应用案例一：合成氨生产中氨气回收技术技术背景01石油化工生产过程中会产生含有硫化氢的废气，硫化氢是一种有毒有害的气体，对人体和环境都有严重危害。因此，需要采用有效的硫化氢脱除技术。技术原理02利用吸收剂对硫化氢的选择性吸收作用，将废气中的硫化氢吸收下来，然后通过化学反应或加热等方法将吸收剂中的硫化氢转化为无害物质，实现硫化氢的脱除。技术应用03该技术已广泛应用于石油化工企业，不仅有效脱除了废气中的硫化氢，保障了生产安全，还有效减少了废气排放对环境的污染。案例二：石油化工中硫化氢脱除技术技术背景燃煤电厂在发电过程中会产生大量含硫烟气，直接排放会对大气环境造成严重污染。因此，需要采用有效的烟气脱硫技术。技术原理利用吸收剂对烟气中二氧化硫的选择性吸收作用，将烟气中的二氧化硫吸收下来，然后通过氧化或还原等方法将吸收剂中的二氧化硫转化为硫酸或硫单质等无害物质，实现烟气的脱硫。技术应用该技术已广泛应用于燃煤电厂，不仅有效降低了烟气中二氧化硫的排放浓度，达到了国家环保标准，还有效提高了电厂的经济效益和社会效益。案例三：燃煤电厂烟气脱硫技术延时符06气体吸收分离工程前沿技术展望03高性能复合吸收剂通过复配、改性等手段，开发具有优异吸收性能和稳定性的复合吸收剂。01高选择性吸收剂针对特定气体组分，开发具有高选择性的吸收剂，提高分离效率。02环保型吸收剂研究低毒性、低挥发性、可生物降解的吸收剂，降低环境污染。新型高效吸收剂开发与应用优化塔内件结构，提高气液接触效率，强化传质过程。新型塔内件设计利用超声波的空化效应、机械效应等，提高气液传质速率。超声波强化传质利用微波加热效应和非热效应，促进气液分子运动，提高传质效率。微波强化传质强化传质过程新技术研究与应用智能化技术在气体吸收分离中应用前景应用大数据分析和人工智能技术，对气体吸收分离过程数据进行挖掘和分析，发现潜在规律和优化方向，为工艺优