1、,單段式吸收塔簡單改造的模擬分析研究,專業(yè)： 07級化學工程與工藝 學生： XXX 指導老師： XXX,內容提要,致 謝,結 論,實驗結果與討論,實驗部分,緒 論, 緒 論,隨著科技發(fā)展和社會進步，人們對化工生產(chǎn)過程的高效、低耗、綠色環(huán)保提出了越來越高的要求，對于企業(yè)來說，通過對老舊設備的改造，達到增產(chǎn)、降耗、提高產(chǎn)品質量、降低成本、減少污染物排放的目標，已成為必須面對的問題。 在化學工業(yè)中，吸收操作廣泛用于石油煉制、石油化工中分離氣體混合物、原料氣的精制以及從廢氣中回收有用組分或除去有害物質等。如何對老舊的單段式吸收塔進行簡單改造，以達到增產(chǎn)、降耗等目標，這是我們所追求的。,問題由來,為了實

2、現(xiàn)擴產(chǎn)、減排或提高產(chǎn)品質量，而對老廠進行改造是十分常見的。對于這樣的老廠改造，若能充分利用原有設備，將極大的提高資源利用率，降低改造成本。 文獻研究表明，在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過部分回流、降溫、分段操作等方式，對單段式吸收塔進行簡單改造，以適應更高的生產(chǎn)技術要求，是有可能實現(xiàn)的，問題的關鍵是應該如何改造？能改到什么程度？對于哪些過程可以進行類似的改造？,解決思路,針對以上問題，本文以提高設備生產(chǎn)負荷、提高吸收液出口濃度、降低有害氣體排放量為目標，通過對單段式吸收塔進行簡單改造，對不同改造方案進行分析比較，研究不同改造方案的最佳操作條件，比較各方案最佳操作狀態(tài)下的吸收分離效果，探索最佳改造方

3、案及適宜的改造方向，希望能為工業(yè)吸收塔的改造提高參考。, 實驗部分,4,實驗模擬工具,1,2,3,5,改造方案,模擬結果,分析與討論,實驗結論,一、實驗模擬工具,本文是對吸收塔進行部分回流、降溫及分段式改造，提出不同的工藝改造方案，以化工流程模擬軟件Aspen Plus為模擬分析工具，模擬不同改造方案的吸收工藝過程，并對相關操作參數(shù)進行優(yōu)化分析比較，確定各工藝改造參數(shù)對操作狀態(tài)的影響規(guī)律，分析比較不同工藝方案的分離結果，探索并確定適宜的改造方案。,二、改造方案,原型N1,改造方案1,改造方案2,改造方案,原型N1,改造方案3,改造方案4,改造方案,改造方案5,改造方案6,改造方案7,改造方案,

4、改造方案8,改造方案9,改造方案10,改造方案11,改造方案,改造方案12,三、模擬結果,原料組成及進料狀態(tài)見表2-1,基準塔N1的模擬結果是塔頂尾氣中氨的含量是11.8%，塔底液相中氨水的含量是20.1%。,模擬結果,方案 1 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,方案 2 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案3 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,方案 4 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案 5 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,方案 6 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案 7 氣液相出口氨含量變化趨勢圖,方案8氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案9氣液相出口氨含量變化趨勢圖,方案10

5、氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案11氣液相出口氨含量變化趨勢圖,模擬結果,方案12氣液相出口氨含量變化趨勢圖,四、分析與討論,分析與討論,方案,各流程最佳操作結果比較圖,分析與討論,通過以上模擬計算，對我所做改進的方法所得數(shù)據(jù)圖表進行對比，重點考察了單段塔改雙段式塔中降溫和回流率對塔頂尾氣的體積分數(shù)和塔底產(chǎn)品質量分率的影響，得出以下結論： （1）如果只是單純的對單塔的汽液相打循環(huán)，塔頂氣相體積分數(shù)是增大的，而塔底產(chǎn)品質量分率卻是降低的，說明只打循環(huán)不利于氨的吸收，反而會降低對氨的吸收。而增加換熱器后，將回流流股冷卻到室溫后打循環(huán)卻可以起到比較好的效果，會增加對氨的吸收。,分析與討論,

6、（2）通過上面（1）的結論，把單段塔改為雙段式時在上下塔之間加換熱器冷卻過程中，發(fā)現(xiàn)上下塔板數(shù)的分配對汽液相的出口影響是不同的，所以通過模擬確定了合理的塔板數(shù)的分配。 （3）雙段塔上塔下塔分別進行氣相液相冷卻的回流，對吸收效果又有了提高，通過回流率的調節(jié)，我又得出了回流率對吸收的影響是有利的，回流率越大，吸收效果越好。,分析與討論,（4）通過上面的結論，我綜合改進，把雙段塔的上塔下塔汽液相分別冷卻回流和雙段塔的上塔下塔汽液相同時冷卻回流。通過模擬對比，得出的結果又有了提高，最終得到了一個最佳的改進方法，就是上塔塔板數(shù)為7下塔塔板數(shù)為3時兩段塔間氣液相分別冷卻上塔氣相回流下塔液相回流。,五、實驗

7、結論,我所做論文的題目是單段式吸收塔簡單改造的模擬分析研究 ，目的是在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)擴產(chǎn)、減排或提高產(chǎn)品質量，而對老廠進行改造是十分常見的。對于這樣的老廠改造，若能充分利用原有設備，將極大的提高資源利用率，降低改造成本等。 在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過部分回流、降溫、分段操作、加壓等方式來提高生產(chǎn)能力，由于對于資源的充分利用等因素，我決定不放棄原塔，只對原塔進行部分改造。,實驗結論,在整篇文章中我所改造的地方涉及部分回流，降溫，分段操作等，由于加壓需要外加動力設備和對塔的承受能力要求較高，所以沒有涉及。我所選擇的原料是化工生產(chǎn)中常見的氨原料氣，以純水作為吸收劑。因為氨在吸收過程中是放熱的，希望

8、我所做的模擬對于此類氣體的吸收有所適用。,實驗結論,在模擬結束后，對結果的比較，發(fā)現(xiàn)在對氨的吸收塔改造中，降溫對吸收效果最為顯著，為主要的影響因素，而降溫后對汽液相打循環(huán)是有利于氨的吸收的，但是效果不是非常的好，為次要的影響因素。經(jīng)過各種模擬對比，所得的最優(yōu)結果比基準塔提高很大，其中出口氣相塔頂尾氣中氨氣的含量降低了60.93%而出口液相溶液中氨水的含量提高了23.88%。,實驗結論,本文在改造模擬過程中發(fā)現(xiàn)在對氨的吸收過程中，降溫和分段操作對氨的吸收是有利的，而回流物料必須經(jīng)過換熱后才對吸收效果有所提高，而且回流率越大效果越好。 本文建立了單段塔改造為雙段塔在吸收過程中放熱氣體的數(shù)學模型，并利用aspen對模型求解，模擬得到的數(shù)據(jù)結果較好，可為以后單段改多段塔提供一個參考模型。, 致 謝,本論文是在XXX自始至終無私的指導下完成的，X老師淵博的學識，開闊獨特的科研思維，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，熱忱負責的工作作風以及為人處事的方式都將使我受益終生。借此論文完成之際，謹向陳老師