解吸塔

化工装置

解吸塔用气体或者蒸汽（气相）将溶剂（液相）中的部分溶质进行分离的设备。在气液两相系统中，当溶质组分的气相分压低于其溶液中该组分的气液平衡分压时，就会发生溶质组分从液相到气相的传质，这一过程叫作解吸或蒸出。例如被吸收的气体从吸收液中释放出来的过程。

定义

解吸过程

在气液两相系统中，当溶质组分的气相分压低于其溶液中该组分的气液平衡分压时，即会发生溶质组分从液相到气相的传质，这一过程叫做解吸或蒸出。例如被吸收的气体从吸收液中释放出来的过程。

吸收过程与吸收塔

吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。

二者关系

解吸与吸收都是在推动力作用下的气、液相际间的物质传递过程，不同的是两者的传质方向相反，推动力的方向也相反。所以解吸被看做是吸收的逆过程，由此可得知，凡有利于吸收的操作条件对解吸都是不利的，而对吸收不利的操作条件对解吸则是有利的。吸收过程的各种计算方法原理都可相应的运用于解吸计算中。

在化工生产中解吸和吸收往往是密切相关的。为了使吸收过程所用的吸收剂，特别是一些价格较高的溶剂能够循环使用，就需要通过解吸把被吸收的物质从吸收液中分离出去，从而使吸收剂得以再生。此外，要利用被吸收的气体组分时，也必须解吸。至于在石油化工生产中把所吸收的轻烃混合物分离成几个馏分或几个单一组分，如何合理地组织吸收-解吸流程方案就更加重要。在石油化工，天然气加工过程中广泛应用吸收、解吸过程。

解吸塔的原理

解吸可通过不同的方式进行，但无论哪一种方式，都是为了创造从液相到气相的传质有利条件（y

解吸的方式

降压和负压解吸

降压是一种常用的解吸方法，特别适用于加压吸收之后的解吸。这时只需把吸收液降至常压，解吸就可进行到相当的程度，有时为了使组分充分解吸，需要进一步降至负压。如果吸收压力为常压，解吸就需在负压条件下进行。对于单组分的吸收—解吸过程，若忽略吸收和解吸的热效应，则吸收和解吸的温度相等，吸收时的相平衡线和解吸时的相平衡线重合为一条直线。在吸收剂不挥发的降压解吸系统中，气相只存在溶质组分，其摩尔分数等于 1，组分的气相分压也就等于解吸压力，且恒定不变。因此，气相传质单元数等于零，过程的进行取决于解吸压力和液相内的传质。这种减压解吸过程的设备设计，不是以传质单元数或理论板数为依据，而是以液体能够达到均匀良好的分散，和有足够的空间使解吸出来的气体集积并分离出夹带的液滴，作为确定设备结构尺寸的原则。过程的计算按一级平衡闪蒸来处理。

解吸剂作用下的解吸过程

降压和负压解吸只是靠改变系统的压力来实现的。在许多情况下，由于压力条件的限制，解吸往往不可能充分进行，尤其是对溶解度较大的组分更难充分解吸，需要进一步用其他手段提高组分的解吸程度。解吸剂作用下的解吸，则是普遍采用的有效方法。常用的解吸剂是惰性气体、水蒸气、溶剂蒸气和贫气。

（1）使用惰性气体或贫气的解吸

这种解吸是逆流接触过程。在采用惰性气体为解吸剂的解吸塔中，惰性气体自下而上从塔底进入，与由上而下的液体逆流接触。由于溶质组分不断地从液相转入气相，液相中组分的浓度将会由上而下逐渐降低；而气相中组分的浓度则由下而上逐渐增大。可见，塔中气、液相组分浓度的变化规律恰好与吸收过程相反。

在某些情况下，解吸剂并不是惰性气体，而是含有溶质组分的气体。当然，解吸组分的气相分压必须低于平衡分压（故称为贫气）。其他组分可以是溶解度较大的溶质，其气相分压也可能比平衡分压大，它们在过程中被下降的溶液所吸收。这就是说，在同一个塔中同时进行着吸收和解吸。在塔的一定范围内，对一些组分是吸收；对另一些组分却是解吸。

（2）直接蒸气解吸

为了使解吸在较高的温度下进行，可以用水蒸气作为解吸剂。饱和水蒸气或过热水蒸气从解吸塔底部通入，迎着下降的液流上升。它除了起到降低组分在气相的分压，导致解吸的作用外，由于蒸气温度高于溶液温度，且通常是高于溶液的沸点，因而溶液将被加热，从而促进了解吸的进行。在工业生产中常把吸收液预热到沸点再送入解吸塔。这时，溶液沿整个塔高都处于一定的沸点温度下，如果组分的解吸不消耗热量，且没有对环境的热损失，那么，解吸将在等温下进行。而实际的情况要复杂，解吸过程必然要消耗一定的热量。当解吸剂是饱和水蒸气时，将发生蒸气的部分冷凝以抵偿这些热量消耗；当解吸剂是过热蒸气时，消耗的热量靠过热蒸气的显热来抵偿。实际的解吸过程并不是等温过程。

（3）间接加热蒸气解吸

如右图所示，解吸塔下面设有再沸器。液体从塔顶进入并向下流动，液相浓度逐渐降低，转入气相的组分量也逐渐减少。流体流入再沸器中受热而沸腾，部分汽化形成的蒸气自下而上与含被解吸组分的液体逆向流动，进行热量交换和质量交换。由于间接加热蒸气解吸过程的解吸剂是来自被解吸体自身汽化所产生的蒸气，而不是从外部引入的，所以，这种解吸过程实质上就是吸收剂和被吸收组分混合物的精馏过程，它与精馏塔的提馏段操作相似。

解吸塔塔板数的计算

解吸和吸收的原理是相同的，吸收计算的吸收因子法、逐板计算法都可以引用于计算解吸过程，只是把表征过程的参数应结合解吸过程来定义。在吸收过程中，用吸收率表示组分从气体中回收的程度；在解吸过程中则用解吸率（蒸出率）表示组分从液体中脱出的程度。在吸收过程中气相组分被吸收的难易和操作条件的关系是通过吸收因子来表示；而在解吸过程中液相组分被解吸的难易和操作条件的关系则是用解吸因子来表示。

解吸因子法

定义第N板上组分的解吸因子为，可以导出：。

各板解吸因子取全塔范围内的平均值，则上式可化为：

，

式中C0为相对吸收率，其值等于解吸出来的组分量与在气体入口端达到相平衡时可以从溶液中解吸的该组分的最大量的比。

由上式可得：

。

有效解吸因子法

应用与有效吸收因子的同样方法，用有效解吸因子代替解吸因子得：

。

其中：；；。

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