HCL吸收
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HCL吸收
原装置HCL气体由顶部进入吸收器,被循环吸收液吸收,尾气进入尾气吸收塔,被工艺水吸收,生成溶液进入吸收塔与HCL气体接触吸收,成品酸采入盐酸储槽,部分盐酸,由泵打入吸收塔进行循环吸收。
新装置HCL气体由塔底部进入吸收塔,工艺水顶部进入,吸收后的部分盐酸由泵经冷却器打入吸收塔循环吸收,同时部分成品酸塔底采出,经冷却后进入盐酸储槽。
可以看出,两套吸收装置气液两相流动方式不同:新HCL吸收装置为逆流方式,HCL气体由塔底进入,吸收自上而下进行吸收,尾气由塔顶排出;而原HCL吸收装置为并流方式HCL气体自塔顶进入,由塔底排出尾气进入尾气吸收器,尾气吸收器为逆流方式。
根据气体吸收理论,在同等条件下,逆流方式可以获得较大的平均推动力,因而能够有效的提高吸收过程的速率。
从另一方面讲,逆流时,降到塔底的溶液恰好于刚刚进入塔的HCL气体混合,有利于提高采出酸的浓度,从而减小吸收剂的耗用量;同时,升到塔顶的HCL 气体恰恰与刚进塔的工艺水接触,有利于降低尾气的浓度,提高了HCL气体的吸收率。
在实际生产过程中,证明了新装置比原装置具有优越性:新装置生产出的盐酸浓度高达30%以上。
高负荷时,无喷酸现象。
原装置生产出的盐酸浓度为28%,而且高负荷生产时,经常出现喷酸现象。
HCL吸收为非等温吸收,在吸收过程中,液体温度升高较多。
根据大连理工大学开发的微型机化工物性数据库(MCEDB),HCL气体溶质的积分溶解热的数学模型公式:
HS=-a(100*-S)/(100*-b*S)Kcal/Mol
HS—Kcal/Mol
S—溶液中溶质质量浓度%
a=17.87 b=0.5736其中a,b为常数
30%质量浓度的盐酸积分溶解热
HS=-17.87(100*-30%)/(100*-0.5736*30%) =31.15Kcal/Mol
由此可见,HCL吸收过程应设置边吸收边冷却的吸收装置,原HCL吸收装置采用管壳式换热器形式的吸收设备,使吸收过程在管内进行的同时,不断的向壳方通入冷却水,来移走大量热量。
新HCL吸收装置采用填料塔内安装冷却元件,将温度升高的酸引至塔外进行冷却,降低温度后重新送入塔内,继续进行吸收。
在生产过程中,新HCL吸收装置的冷却方式要优于原HCL吸收装置的冷却方式。
特别是新装置循环冷却酸,采用两个换热器并联,更增加了冷却效果,使HCL吸收效率增大。
此外,HCL吸收塔采用填料塔,内装两段波纹填料,波纹填料属于规整堆砌,流体阻力小,空塔气速可以较高,因结构紧凑,具有较大的比表面积。
因相邻两板片互相垂直,使上升气体不断改变方向,下将液体也重新分布,故其效果高于乱堆填料。
但该种填料缺点是不适用于有沉淀物,有聚合或粘度较大物料。
填料装卸,清理较难。
原HCL吸收装置尾气吸收器中填料采用鲍耳环,装填方式为乱堆,材料为塑料,质地轻,喷酸时极易带出。
3、新HCL吸收装置的操作要点
新HCL吸收为填料吸收塔,存在气液相平衡线,同时也存在理论操作线,在此不在叙述,其中需注意的是工艺水的用量。
HCL进入塔内流量恒定时,如果吸收剂的用量减少,会使出塔的浓度家的加大,而推动力相应减小,因此需增大相际传质面积。
这在实际中办不到。
如果吸收剂的用量增加,过程的推动力增加,但超过一定限度后,这方面效果不明显,还会增大操作费用。
因此,吸收剂的用量应选择合适。
还必须指出,为保证填料表面积能被液体充分润湿,应考虑到单位截面积上单位时间内液体量不得低于最低允许值。
同时,为了高于最低允许值,可适当增加液体回流量,以保证吸收效率。
回流溶液温度也是影响吸收效率的重要因素。
如果回流温度过高,会使回流液入塔时,溶液液相HCL分压高于气相HCL分压,发生脱吸现象,影响HCL吸收率。
由于波纹填料存在上诉缺点,要严格控制HCL气体中ODCB 等有
机物的含量,避免夹带,以保证波纹填料的高效性。
同时,也避免ODCB对玻璃钢管道及设备的腐蚀。
4、装置的置换及检修
原装置在换热器泄露时,切断入口,停循环水,容易交出,且酸的浓度较低,排放量相对小。
新装置中,盐酸换热器E6738A/B顶部在吸收塔底部,系统停车时,换热器由于位置低,仍存有大量盐酸。
置换时,加大量水循环,盐酸浓度下降时,方可停止循环进行置换交出。
HCL气体的吸收过程,逆流优于顺流,热量的及时移走,直接影响成品酸的浓度。
此外,填料的选择也是重要影响因素。
操作中,需要我们不断完善,改进操作条件,摸索经验,增大吸收率,为装置的稳定高效运行做好技术准备。