图4 吸收液返回塔的位置对吸收效果的影响■-The mass fraction of Acetone in the bottom of column(*104);▲-The mass fraction of Acetone in the top of column (ppm)由图4中可以发现,随着吸收液返回塔板位置的下移,吸收效果逐渐增强,下移至第10块理论板时,吸收效果最好,再往下移,吸收效果减弱。分析其原因:吸收液返回塔内的位置越往下,吸收塔上段液相中丙酮的含量越低,液相组成与其平衡组成的偏离程度越大,传质推动力越大,吸收效果越理想。随着吸收液返塔位置的下移,丙酮与空气的混合气与吸收液的接触空间越来越少,气液传质效果开始减弱。3.4 吸收液返塔比例的影响吸收液返回塔内的比例不同,吸收液的浓度也随之变化,考察不同比例的吸收液返回塔内吸收液的浓度变化和尾气中丙酮的含量变化,结果如图5所示。
图5 吸收液返塔比例对塔顶丙酮浓度和塔底吸收液浓度的影响■-The mass fraction of Acetone in the bottom of column(*104);▲- The mass fraction of Acetone in the top of column (ppm)从图5可以看出,以新鲜水为吸收剂时,吸收剂吸收丙酮的效率较高;当新鲜水的质量不变时,塔底部分含丙酮的水溶液循环至塔内做吸收剂时,随着吸收液返塔比例的增加,吸收液中丙酮浓度逐渐增加,增加至一定量后开始下降,尾气中丙酮的含量降低至一定量后开始上升。实际应用中需要考虑到吸收液循环量过大时,塔下部的操作负荷也相应加大,塔的压降加大,塔径也随之加大。本装置采用60%吸收液返回塔内。
图6进料位置与吸收效果的关系■- The mass fraction of Acetone in the bottom of column (%);▲- The purity of Acetone in the top of column由图6可知,随着进料位置由上往下变化,塔顶产品中丙酮的纯度先增加,再逐渐减小;塔釜液中丙酮的含量先减少,再逐渐增加。在第9块板进料时,塔顶中丙酮的纯度最大,塔釜液中丙酮的含量最少。因此,吸收液从第9块板进入解吸塔比较合理。5.3 解吸塔回流比和进料温度的影响除了上述因素外,回流比和进料热状况也是影响分离效果的主要因素。在Aspen Plus的“设计规定”中通过规定塔顶产品的纯度来求最小回流比。考察不同进料温度下的最小回流比以及达到规定产品纯度时所需的进料加热器的热负荷、再沸器的热负荷和两台换热器的热负荷之和的关系。模拟结果如图7、8所示。
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