解吸過程[文書特制]

1、解吸過程 解吸過程 在氣液兩相系統(tǒng)中，當(dāng)溶質(zhì)組分的氣相分壓低于其溶液中該組分的氣液平衡分壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生溶質(zhì)組分從液相到氣相的傳質(zhì)，這一過程叫做解吸或蒸出。例如被吸收的氣體從吸收液中釋放出來的過程。 解吸與吸收都是在推動(dòng)力作用下的氣、液相際間的物質(zhì)傳遞過程，不同的 是兩者的傳質(zhì)方向相反，推動(dòng)力的方向也相反。所以解吸被看做是吸收的逆過程，由此可得 知，凡有利于吸收的操作條件對(duì)解吸都是不利的，而對(duì)吸收不利的操作條件對(duì)解吸則是有利 的。吸收過程的各種計(jì)算方法原理都可相應(yīng)的運(yùn)用于解吸計(jì)算中。 在化工生產(chǎn)中解吸和吸 收往往是密切相關(guān)的。為了使吸收過程所用的吸收劑，特別是一些價(jià)格較高的溶劑能夠循環(huán) 使用，就

2、需要通過解吸把被吸收的物質(zhì)從吸收液中分離出去，從而使吸收劑得以再生。此外 ，要利用被吸收的氣體組分時(shí)，也必須解吸。至于在石油化工生產(chǎn)中把所吸收的輕烴混合物 分離成幾個(gè)餾分或幾個(gè)單一組分，如何合理地組織吸收解吸流程方案就更加重要。在石 油化工，天然氣加工過程中廣泛應(yīng)用吸收、解吸過程。 解吸可通過不同的方式進(jìn)行，但無 論哪一種方式，都是為了創(chuàng)造從液相到氣相的傳質(zhì)有利條件 (yy * 或pp * )。常用的解 吸方式有負(fù)壓解吸、解吸劑 (如惰性氣體、水蒸氣)作用下的解吸、加熱解吸以及這些方式的 聯(lián)合。降壓、負(fù)壓和解吸劑的作用都是為了降低組分在氣相的分壓，也就是減小 y(或p)；加 熱的作用則是升高溫

3、度，使氣相平衡濃度 y * (或平衡分壓p * )增大，從而提高解吸推動(dòng)力 (y * -y)或(p * -p)。推動(dòng)力越大，解吸越容易進(jìn)行。 一、解吸的方式 1. 降壓和負(fù)壓解吸 降壓是一種常用的解吸方法，特別適用于加壓吸收之后的解吸。這時(shí)只需把吸收液降至常壓，解吸就可進(jìn)行到相當(dāng)?shù)某潭龋袝r(shí)為了使組分充分解吸，需要進(jìn)一步降至負(fù)壓。如果吸收壓力為常壓，解吸就需在負(fù)壓條件下進(jìn)行。對(duì)于單組分的吸收解吸過程，若忽略吸收和解吸的熱效應(yīng)，則吸收和解吸的溫度相等，吸收時(shí)的相平衡線和解吸時(shí)的相平衡線重合為一條直線。在吸收劑不揮發(fā)的降壓解吸系統(tǒng)中，氣相只存在溶質(zhì)組分，其摩爾分?jǐn)?shù)等于 1，組分的氣相分壓也就等于解

4、吸壓力，且恒定不變。因此，氣相傳質(zhì)單元數(shù)等于零，過程的進(jìn)行取決于解吸壓力和液相內(nèi)的傳質(zhì)。這種減壓解吸過程的設(shè)備設(shè)計(jì)，不是以傳質(zhì)單元數(shù)或理論板數(shù)為依據(jù)，而是以液體能夠達(dá)到均勻良好的分散，和有足夠的空間使解吸出來的氣體集積并分離出夾帶的液滴，作為確定設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的原則。過程的計(jì)算按一級(jí)平衡閃蒸來處理。 2. 解吸劑作用下的解吸過程 降壓和負(fù)壓解吸只是靠改變系統(tǒng)的壓力來實(shí)現(xiàn)的。在許多情況下，由于壓力條件的限制，解吸往往不可能充分進(jìn)行，尤其是對(duì)溶解度較大的組分更難充分解吸，需要進(jìn)一步用其他手段提高組分的解吸程度。解吸劑作用下的解吸，則是普遍采用的有效方法。常用的解吸劑是惰性氣體、水蒸氣、溶劑蒸氣和貧氣

5、。 (1 )使用惰性氣體或貧氣的解吸這種解吸是逆流接觸過程。在采用惰性氣體為解吸劑的解吸塔中，惰性氣體自下而上從塔底進(jìn)入, 與由上而下的液體逆流接觸。由于溶質(zhì)組分不斷地從液相轉(zhuǎn)入氣相，液相中組分的濃度將會(huì)由上而下逐漸降低；而氣相中組分的濃度則由下而上逐漸增大?？梢?，塔中氣、液相組分濃度的變化規(guī)律恰好與吸收過程相反。 在某些情況下，解吸劑并不是惰性氣體，而是含有溶質(zhì)組分的氣體。當(dāng)然，解吸組分的氣相分壓必須低于平衡分壓(故稱為貧氣)。其他組分可以是溶解度較大的溶質(zhì)，其氣相分壓也可能比平衡分壓大，它們?cè)谶^程中被下降的溶液所吸收。這就是說，在同一個(gè)塔中同時(shí)進(jìn)行著吸收和解吸。在塔的一定范圍內(nèi)，對(duì)一些組分

6、是吸收；對(duì)另一些組分卻是解吸。 (2) 直接蒸氣解吸 為了使解吸在較高的溫度下進(jìn)行，可以用水蒸氣作為解吸劑。飽和水蒸氣或過熱水蒸氣從解吸塔底部通入，迎著下降的液流上升。它除了起到降低組分在氣相的分壓，導(dǎo)致解吸的作用外，由于蒸氣溫度高于溶液溫度，且通常是高于溶液的沸點(diǎn)，因而溶液將被加熱，從而促進(jìn)了解吸的進(jìn)行。在工業(yè)生產(chǎn)中常把吸收液預(yù)熱到沸點(diǎn)再送入解吸塔。這時(shí)，溶液沿整個(gè)塔高都處于一定的沸點(diǎn)溫度下，如果組分的解吸不消耗熱量，且沒有對(duì)環(huán)境的熱損失，那么，解吸將在等溫下進(jìn)行。而實(shí)際的情況要復(fù)雜，解吸過程必然要消耗一定的熱量。當(dāng)解吸劑是飽和水蒸氣時(shí)，將發(fā)生蒸氣的部分冷凝以抵償這些熱量消耗；當(dāng)解吸劑是過熱

7、蒸氣時(shí)，消耗的熱量靠過熱蒸氣的顯熱來抵償。實(shí)際的解吸過程并不是等溫過程。 圖3-6 間接加熱蒸氣解吸流程 3.間接加熱蒸氣解吸 如圖3-6所示解吸塔下面設(shè)有再沸器。液體從塔頂進(jìn)入并向下流動(dòng)，液相濃度逐漸降低，轉(zhuǎn)入氣相的組分量也逐漸減少。流體流入再沸器中受熱而沸騰，部分汽化形成的蒸氣自下而上與含被解吸組分的液體逆向流動(dòng)，進(jìn)行熱量交換和質(zhì)量交換。由于間接加熱 蒸氣解吸過程的解吸劑是來自被解吸體自身汽化所產(chǎn)生的蒸氣，而不是從外部引入的，所以，這種解吸過程實(shí)質(zhì)上就是吸收劑和被吸收組分混合物的精餾過程，它與精餾塔的提餾段操作相似。 二、解吸過程的計(jì)算 解吸和吸收的原理是相同的，吸收計(jì)算的吸收因子法、逐板計(jì)算法都可以引用于計(jì)算解吸過程，只是把表征過程的參數(shù)應(yīng)結(jié)合解吸過程來定義。在吸收過程中，用吸收率表示組分從氣體中回收的程度；在解吸過程中則用解吸率(蒸出率)表示組分從液體中脫出的程度。在吸收過程中氣相組分被吸收的難易和操作條件的關(guān)系是通過吸收因子來表示；而在解吸過程中液相組分被解吸的難易和操作條件的關(guān)系則是用解吸因子來表示。 1 、定義第 N 板上組分的解吸因子為SN =mNVN /LN 則用類似天式（3-10）的推導(dǎo)方法，可以導(dǎo)出 各板解吸因子取全塔范圍內(nèi)的平均值，則式（ 3-3