(整理)吸收解吸實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)

1、1224) 4) 5) 5) 7) 9) ) ) ) ) ) 職業(yè)教育的根本是培養(yǎng)有較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力和職業(yè)精神的技能型人才，而實(shí)訓(xùn)設(shè)備是培養(yǎng)這種能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更多是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模擬，故障的發(fā)現(xiàn)，分析，處理能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為了實(shí)現(xiàn)職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，必須建立現(xiàn)代化的實(shí)訓(xùn)基地，具有現(xiàn)代工廠情景的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。本吸收解吸實(shí)訓(xùn)裝置把化工技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理等最新的成果揉合在了一起，實(shí)現(xiàn)了工廠模擬現(xiàn)場(chǎng)化、故障模擬、故障報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)采集、網(wǎng)絡(luò)控制等培訓(xùn)任務(wù)。按照“工學(xué)結(jié)合、校企合作”的人才培養(yǎng)模式，以典型的化工生產(chǎn)過(guò)程

2、為載體，以液液傳質(zhì)分離任務(wù)為導(dǎo)向，以崗位操作技能為目標(biāo)，真正做到學(xué)中做、做中學(xué)，形成“教、學(xué)、做、訓(xùn)、考”一體化的教學(xué)模式。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、學(xué)做合一的教學(xué)方法構(gòu)建課程體系，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)吸收解吸操作技能訓(xùn)練裝置。本吸收解吸實(shí)訓(xùn)裝置具有以下特點(diǎn)：考核方案標(biāo)準(zhǔn)化；職業(yè)素養(yǎng)文明化。1) 了解填料塔的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；2) 能正確使用設(shè)備、儀表，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備、儀器、儀表的維護(hù)與保養(yǎng)；3) 能及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)、正確判斷、及時(shí)處理各種異?，F(xiàn)象，特殊情況能進(jìn)行緊急停車操作；4) 掌握填料吸收、解吸塔的基本操作、調(diào)節(jié)方法；5) 了解吸收、解吸總傳質(zhì)系數(shù)的意義；6) 了解影響吸收解吸的主要因素；7)

3、學(xué)會(huì)做好開(kāi)車前的準(zhǔn)備工作；8) 正常開(kāi)車，按要求操作調(diào)節(jié)到指定數(shù)值；9) 完成水吸收空氣中 CO 210) 完成空氣解吸水中 CO 211) 能進(jìn)行故障點(diǎn)的排除工作；12) 正常停車；13) 了解掌握工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全知識(shí)。氣體吸收是典型的傳質(zhì)過(guò)程之一。由于 CO2 氣體無(wú)味、無(wú)毒、廉價(jià)，所以氣體吸收實(shí)驗(yàn)常選擇 CO2 作為溶質(zhì)組分。本實(shí)驗(yàn)采用水吸收空氣中的 CO2 組分。一般 CO2 在水中 CO2 氣體通入空氣中混合以提高空氣中的 CO2 濃度，水中的 CO2 含量仍然很低，所以吸收的計(jì)算方法可按低濃度來(lái)處理，并且此體系 CO2 氣體的解吸過(guò)程屬于液膜控制。因此，本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定 Kxa 和

4、HOL。LLy x(y x )G2G2）G ； L ； G (y y ) L (x x )）1212LLy x(y x )2G2G）LLy x(y x )1G1G1計(jì)算公式填料層高度 Z為L(zhǎng) dxz dZZxHN1x xK axOLOL0 x2式中： LKxa液體通過(guò)塔截面的摩爾流量，kmol / (m2s)；以X為推動(dòng)力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / (m3s)；HOL液相總傳質(zhì)單元高度，m；HOGNOL液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無(wú)因次。令：吸收因數(shù) A=L/mG1y ) 1N2 OL 1A1 12測(cè)定方法（1）空氣流量和水流量的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)得空氣和水的流量，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件（溫度和

5、壓力）和有關(guān)公式換算成空氣和水的摩爾流量。（2）測(cè)定填料層高度 Z和塔徑 D；（3）測(cè)定塔頂和塔底氣相組成 y1和 y2；（4）平衡關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)的平衡關(guān)系可寫(xiě)成y = mx式中： m相平衡常數(shù)，m=E/P；EP亨利系數(shù)，Ef(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；總壓，Pa，取 1atm。對(duì)清水而言，x2=0,由全塔物料衡算G(y y ) L(x x )1212可得 x 。1HNNN）NH）H為 一) 實(shí)驗(yàn)裝置分為流體輸送對(duì)象，控制柜，上位機(jī)，數(shù)據(jù)監(jiān)控采集軟件，數(shù)據(jù)處理軟件幾部分。流體輸送對(duì)象包括吸收塔、解吸塔、風(fēng)機(jī)，水泵、儲(chǔ)氣罐、水箱、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)、CO2鋼瓶、差壓變送器、現(xiàn)場(chǎng)變送儀

6、表等。二) 吸收解吸是石油化工生產(chǎn)過(guò)程中較常用的重要單元操作過(guò)程。吸收過(guò)程是利用氣體混合物中各個(gè)組分在液體(吸收劑)中的溶解度不同，來(lái)分離氣體混合物。被溶解的組分稱為溶質(zhì)或吸收質(zhì)，含有溶質(zhì)的氣體稱為富氣，不被溶解的氣體稱為貧氣或惰性氣體。溶解在吸收劑中的溶質(zhì)和在氣相中的溶質(zhì)存在溶解平衡，當(dāng)溶質(zhì)在吸收劑中達(dá)到溶解平衡時(shí)，溶質(zhì)在氣相中的分壓稱為該組分在該吸收劑中的飽和蒸汽壓。當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的分壓大于該組分的飽和蒸汽壓時(shí)，溶質(zhì)就從氣相溶入液相中，稱為吸收過(guò)程。當(dāng)溶質(zhì)在氣相中的分壓小于該組分的飽和蒸汽壓時(shí)，溶質(zhì)就從液相逸出到氣相中，稱為解吸過(guò)程。提高壓力、降低溫度有利于溶質(zhì)吸收；降低壓力、提高溫度有利

7、于溶質(zhì)解吸，正是利用這一原理分離氣體混合物，而吸收劑可以重復(fù)使用。三) 吸收工藝流程：水箱里的自來(lái)水經(jīng)水泵加壓后，經(jīng)液相轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)后送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由旋渦風(fēng)機(jī)送來(lái)的空氣進(jìn)入氣體緩沖罐后，經(jīng) 10：1）混合后，經(jīng)過(guò)孔板流量計(jì)，然后再直接進(jìn)入塔底，與水在塔內(nèi)填料進(jìn)行逆流接觸，進(jìn)行質(zhì)量和熱量的交換，用水吸收空氣中的CO ，由塔頂出來(lái)的尾氣放空，塔底出來(lái)的吸收2略，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程看成是等溫操作。 CO 2送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由旋渦風(fēng)機(jī)送來(lái)的空氣進(jìn)入氣體緩沖罐后，經(jīng)閘閥調(diào)節(jié)流量、通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)、經(jīng)過(guò)孔板流量計(jì)后，直接進(jìn)入塔底，與水在塔內(nèi)填料 CO 2的吸收，

8、所以熱量交換可略，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程看成是等溫操作。圖 1 吸收解吸實(shí)訓(xùn)裝置四) V101V102V103V104P101P102P103P104FI01FI02FI03FI04FI05FI06FI07FI08FIC09FIC10PI01PI02PI03PI04TI301TI02AI301AI302吸收液儲(chǔ)罐、解吸劑液儲(chǔ)罐吸收液儲(chǔ)罐1011121314151617181920212223242526解吸 CO 轉(zhuǎn)子流量計(jì)2吸收氣體進(jìn)口取樣口吸收氣體尾氣出口取樣口吸收氣體進(jìn)口排空取樣口吸收液體出口取樣口解吸氣體進(jìn)口取樣口解吸氣體進(jìn)口排空取樣口解吸氣體尾氣出口取樣口解吸液體進(jìn)口取樣口解吸液體出口取樣口吸

9、收風(fēng)機(jī)旁路閥2829303132333435363738394041424344454647484950515253545556VA001VA002VA003VA004VA005VA006VA007VA008VA009VA010VA011VA012VA013VA013VA101VA102VA103VA104VA105VA106VA107VA108VA109吸收塔底液位調(diào)節(jié)閥解吸劑儲(chǔ)液罐進(jìn)料閥解吸劑儲(chǔ)液罐放空閥解吸劑儲(chǔ)液罐放料閥吸收水泵出口流量調(diào)節(jié)閥吸收水泵進(jìn)口閥門解吸氣體緩沖罐放空閥58596061626364656667CO 進(jìn)口控制電磁閥2P104解吸風(fēng)機(jī)五) 吸收塔氣體進(jìn)口壓力解吸塔氣體

10、進(jìn)口壓力吸收氣體緩沖罐壓力解吸氣體緩沖罐壓力吸收氣體溫度熱電阻+智能儀表，1 級(jí)熱電阻+智能儀表，1 級(jí)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)解吸氣體溫度吸收 CO 流量顯示2孔板流量計(jì)+智能儀表，1 級(jí)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)集中現(xiàn)場(chǎng)集中孔板流量計(jì)+智能儀表，1 級(jí)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)解吸 CO 流量顯示2FIC09 解吸液體流量顯示渦輪流量計(jì)+智能儀表，1 級(jí)FIC10 吸收液體流量顯示控制 集中渦輪流量計(jì)+智能儀表，1 級(jí)六) 耗量額定功率0.75KW0.12KW0.75KW0.12KW2KW吸收風(fēng)機(jī)吸收水泵解吸風(fēng)機(jī)解吸水泵總計(jì)總計(jì)總計(jì)一) 1) 檢查公用工程水電是否處于正常供應(yīng)狀態(tài)（水壓、水位是否正常；電壓、指示燈是2)

11、 打開(kāi) CO 鋼瓶閥門，檢測(cè) CO 鋼瓶減壓閥壓力是否正常；223) 熟悉設(shè)備工藝流程圖，各個(gè)設(shè)備組成部件所在位置；熟悉各閥門的作用及用途。4) 熟悉溫度、流量測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)的位置。5) 在向罐體加液前，檢查罐體各閥門位置：關(guān)閉閥門 VA013、VA011；打開(kāi)閥 VA010。6) 打開(kāi)自來(lái)水閥門，往吸收劑儲(chǔ)液罐 V103 里加入自來(lái)水，液位到罐體的 2/3 的位置，水箱液位可通過(guò)浮球閥控制。7) 測(cè)量并記錄當(dāng)前輕相液儲(chǔ)罐和重相液儲(chǔ)罐的液位。二) 1、開(kāi)啟電源1）在儀表操作盤(pán)臺(tái)上，開(kāi)啟總電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)總電源指示燈亮；2）開(kāi)啟儀表電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)儀表電源指示燈亮，且儀表上電。2、開(kāi)啟計(jì)算機(jī)啟動(dòng)監(jiān)控

12、軟件1）打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；2 MCGS組態(tài)環(huán)境，如圖 2所示：圖 2 MCGS組態(tài)軟件組態(tài)環(huán)境3）點(diǎn)擊菜單“文件F5”進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，如圖3所示，輸入班級(jí)、4界面，點(diǎn)擊“填料吸收塔單元操作實(shí)訓(xùn)”進(jìn)入實(shí)訓(xùn)軟件界面，如圖 5所示，監(jiān)控軟件就啟動(dòng)起來(lái)了。圖 3 監(jiān)控軟件登陸界面圖 4 監(jiān)控軟件實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目選擇界面圖 5 填料吸收塔單元操作實(shí)訓(xùn)軟件界面圖 6 填料解吸塔單元操作實(shí)訓(xùn)軟件界面4）圖56 PV SV OP如圖 6所示，可對(duì)控制的 PID參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一般不設(shè)置。圖 6 吸收液相流量控制窗口3、開(kāi)啟吸收塔液相水泵和管路1)檢查管路各閥門位置：打開(kāi)閥門： VA012、VA014、VA0

13、08、VA010；關(guān)閉閥門 VA013、VA007、VA009、VA011。2)檢查吸收液相水泵前閥 VA012是否打開(kāi)，打開(kāi)吸收液相泵電源開(kāi)關(guān)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查泵運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正常。吸收液相流量調(diào)節(jié)：手動(dòng)時(shí)：調(diào)節(jié)閥門 VA104，調(diào)節(jié)吸收液相流量為 200L/h；自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)：把閥門VA104逆時(shí)針開(kāi)到最大，在儀表控制箱上把“吸收液相流量手自動(dòng)控制儀”設(shè)到自動(dòng)控制狀態(tài)，設(shè)定儀表設(shè)定值為 200，吸收液相流量就會(huì)自動(dòng)控制在 2000L/h。吸收液相流量控制結(jié)構(gòu)圖如圖 7所示。變頻器計(jì)量泵流量渦輪流量計(jì)圖 7 吸收液相流量控制結(jié)構(gòu)圖4、開(kāi)啟吸收塔氣相風(fēng)機(jī)和管路1)檢查管路各閥門位置：打開(kāi)閥門 VA004

14、、VA006；關(guān)閉閥門 VA002、VA003；調(diào)整閥VA001的開(kāi)度。2)打開(kāi)氣相風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正常（進(jìn)風(fēng)口吸風(fēng)為正 VA001、VA004的大小，調(diào)節(jié)吸收氣相流量為 4m/h。35、吸收塔底液封的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)好液相流量和氣相流量后，調(diào)節(jié)閥 VA008的開(kāi)度大小，調(diào)節(jié)塔底液封在塔底液體出口管到氣相進(jìn)風(fēng)口之間，并保持穩(wěn)定。注意：液封過(guò)高會(huì)使液相倒流到氣相管路里去，沒(méi)有液封會(huì)導(dǎo)致液體直接從塔底逃出吸收塔外，起不到吸收的作用。6、開(kāi)啟解吸塔氣相風(fēng)機(jī)和管路1)檢查管路各閥門位置：打開(kāi)閥門 VA103、VA106；關(guān)閉閥門 VA102、VA109；調(diào)整閥V101的開(kāi)度。2)打

15、開(kāi)氣相風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正常（進(jìn)風(fēng)口吸風(fēng)為正 VA101、VA103的大小，調(diào)節(jié)解吸氣相流量為 4m/h。37、開(kāi)啟解吸塔液相水泵和管路1) VA110VA111VA107 VA011VA108。2)檢查解吸液相水泵前閥 VA110是否打開(kāi)，打開(kāi)吸收液相泵電源開(kāi)關(guān)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查泵運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正常。吸收液相流量調(diào)節(jié)：手動(dòng)時(shí)：調(diào)節(jié)閥門 ，調(diào)節(jié)吸收液相流量為 200L/h；自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)：把閥門VA111逆時(shí)針開(kāi)到最大，在儀表操作盤(pán)臺(tái)上把“解吸液相流量手自動(dòng)控制儀”設(shè)到自動(dòng)控制狀態(tài)，設(shè)定儀表設(shè)定值為 200，解吸液相流量就會(huì)自動(dòng)控制在 2000L/h。解吸液相流量控制結(jié)構(gòu)圖如圖

16、 7所示。變頻器計(jì)量泵流量渦輪流量計(jì)圖 7 解吸液相流量控制結(jié)構(gòu)圖8、解吸塔底液封的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)好液相流量和氣相流量后，調(diào)節(jié)閥 VA107的開(kāi)度大小，調(diào)節(jié)塔底液封在塔底液體出口管到氣相進(jìn)風(fēng)口之間，并保持穩(wěn)定。注意：液封過(guò)高會(huì)使液相倒流到氣相管路里去，沒(méi)有液封會(huì)導(dǎo)致液體直接從塔底逃出解吸塔外，起不到解吸的作用。9、實(shí)驗(yàn)方法1）當(dāng)操作穩(wěn)定后（一般穩(wěn)定 10 VA301 取吸收氣相原料樣，通過(guò)VA302 取吸收氣相尾氣樣；通過(guò)閥 VA304 取解吸前氣相樣，通過(guò)閥 VA303 取解吸后氣相樣；2）連到色譜，進(jìn)樣分析各濃度。3）調(diào)整吸收、解吸液的流量到 300L/h，穩(wěn)定 10 分鐘，再取一組樣；4）進(jìn)樣到色譜，進(jìn)行分析各濃度。(三) 1、CO 鋼瓶停車：21）實(shí)驗(yàn)取樣結(jié)束后，先關(guān)閉 CO2 鋼瓶的閥門，再逆時(shí)針?lè)较蜿P(guān)閉減壓閥閥門。2、解吸液相泵停車：1）在儀表操作臺(tái)上，對(duì)“解吸液相流量手自動(dòng)控制儀” 上，把解吸液相流量設(shè)定值設(shè)定為 0，讓解吸液相泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)；2）關(guān)閉“解吸水泵電源”開(kāi)關(guān)。3、解吸風(fēng)機(jī)停車：1）在儀表控制操作臺(tái)上，關(guān)閉“解吸風(fēng)機(jī)電源”開(kāi)關(guān)；4、吸收