在工厂生产过程中,吸收塔是一种重要的气液传质设备,主要通过让气体与特定液体(吸收剂)充分接触,利用物质间的溶解、化学反应等原理,实现气体中特定组分的分离、净化或回收。其核心作用可分为以下几类,广泛应用于化工、环保、能源等多个领域:
一、废气净化与环保处理
这是吸收塔最常见的作用之一,尤其在工业尾气处理中不可或缺,目的是去除有害气体,满足环保排放标准:
去除酸性气体:如处理含二氧化硫(SO₂)的锅炉烟气(火电、钢铁厂)、含硫化氢(H₂S)的化工尾气(煤化工、炼油厂)、含氯化氢(HCl)的制药/电镀废气等。通常使用碱性吸收剂(如氢氧化钠溶液、氨水),通过酸碱中和反应将有害气体转化为盐类等无害物质。
去除碱性气体:针对含氨气(NH₃)、胺类等碱性废气(如化肥厂、制药厂),使用酸性吸收剂(如硫酸溶液、盐酸溶液)吸收,避免气体排放后造成大气污染或酸雨。
去除有机废气:对于挥发性有机物(VOCs,如苯、甲苯、甲醛等,来自涂装、印刷、化工行业),可通过有机溶剂吸收(利用相似相溶原理)或化学吸收(如氧化吸收)将其从气体中分离,减少对人体健康和大气环境的危害。
二、原料气提纯与组分分离
在化工生产中,吸收塔常用于从混合气体中提取目标组分,或去除杂质以获得高纯度原料气:
气体提纯:例如在合成氨工业中,用铜氨溶液吸收原料气中的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)等杂质,得到纯净的氢氮混合气;在天然气加工中,用醇胺溶液吸收天然气中的CO₂和H₂S,避免这些气体腐蚀管道或影响后续加工(如LNG液化)。
组分回收:对于生产过程中产生的可再利用气体,通过吸收塔回收以提高资源利用率。例如,硝酸厂尾气中的氮氧化物(NOₓ)可通过碱液吸收生成硝酸盐,作为化工原料;氯碱工业中逸出的氯气(Cl₂)可用石灰乳吸收制备漂白液。
三、工艺气体预处理
在许多生产工艺中,需对进入后续工序的气体进行预处理,去除其中可能干扰反应或损坏设备的组分:
脱水干燥:某些气体(如压缩空气、化工反应原料气)需去除水分,可通过吸收塔用干燥剂(如浓硫酸、氯化钙溶液)吸收水分,避免水分导致催化剂失活、设备锈蚀或影响产品质量。
去除催化剂毒物:例如在合成气制甲醇的工艺中,原料气中的硫化物会毒化催化剂,需通过吸收塔(如氧化锌脱硫塔,本质是干法吸收,部分湿法吸收塔也可用于此)预先脱除。
四、其他特殊应用
烟气脱硫脱硝:在燃煤电厂、垃圾焚烧厂等场景,吸收塔是“脱硫脱硝”系统的核心设备,通过喷淋石灰石浆液(脱硫)、氨水/尿素溶液(脱硝)等,大规模去除烟气中的SO₂和NOₓ,减少酸雨和雾霾的形成。
气体冷却与增湿:部分吸收塔可利用液体的蒸发吸热对气体降温(如冷却塔的变种),或通过吸收剂向气体中传递水分以调节湿度(如某些空气处理工艺)。