Aspen Plus模拟化学吸收：以硫酸吸收氨气为例

溶剂吸收在天然气化工、尾气处理等领域使用的比较广泛，Aspen同样也具有吸收塔的模块，吸收分为化学吸收、物理吸收等。比如低温甲醇洗就属于物理吸收的范畴，酸洗塔、碱洗塔、MDEA胺法吸收等就属于化学吸收。

吸收的模拟主要涉及到的问题其实就是电离平衡的输入，也就是电解质向导的使用，本案例就以稀硫酸吸收氨气来进行案例演示。

打开软件后点击open选择电解质公制单位模板（选择这个模板后物性方法就默认为ELECNRTL了）。

创建文件后首先输入组分，本案例需要处理的气体为蒸汽汽提后得到的NH3-H2O蒸汽，使用稀硫酸吸收，所以组分输入NH3和H2SO4（选择模板后水会自动输入），这里我们不需要输入离子，离子是通过电解质向导产生的（关于电解质向导在本推送的次条有更加详细的说明，这里只介绍步骤）。点击Elec Wizard进入电解质向导

点击Next

将所有的电解质都移向右侧参与电离平衡，同时按照体系来选择是否包含盐的生成（这里不生成固体的盐，也不包含冰的生成，所以取消勾选），点击Next。

检查一下所得到的电离平衡方程，没有问题后点击Next

默认即为真实组分，点击Next

最终确认，点击Finish

回到组分界面我们可以看到已经根据电离平衡增加了相应的所有离子。

点击Method的specification确认物性方法，默认的ELECNRTL即为我们需要的。

点击Next确认二元交互参数，直到交互参数所有红色全部变蓝。

点击左下角Simulation进入模拟界面，在Radfrac模块下选择吸收塔（ABSBR1）模块，然后连接好进出料，塔顶进料为吸收剂，也就是稀硫酸，塔底进料为待处理气体，也即含氨气体。

流程搭建完毕后，分别点击进料流股输入稀硫酸和NH3-H2O蒸汽的流股数据，数据如下界面所示，进料温度30℃，压力1bar（1bar=100kPa），体积流量5.5cum/hr，其中稀硫酸采用的是摩尔浓度的方式（2mol/L），因此需要选择溶剂：水。同时需要在闪蒸操作界面规定相态为纯液相。

NH3-H2O蒸汽进料数据为：温度96℃，压力1bar，水蒸气流量为1990kg/hr，氨气流量为400kg/hr。

双击塔体输入吸收塔数据，理论板数10块，没有冷凝器没有再沸器，流股界面稀硫酸流股从第一块理论板上进入，NH3-H2O蒸汽从最后一块理论板进入（选择11和above stage，具体原因请参考该推送：Aspen Plus塔进料方式的区别与选择）。塔压力界面塔压为1bar，不设置压降。

数据全部输入完毕后，在左侧blocks→ 吸收塔 → convergence → convergence → advanced → Absorber，将No改为Yes。

最后回到主流程界面，点击Run运行模拟。运行完毕后，点击Control panel，查看运行情况，没有错误没有警告说明模拟结果可用。

双击我们想要查看数据的流股，比如说塔顶蒸汽出料流股，找到质量流量，我们可以发现蒸汽中含有的氨气已经很少了。

当然我们在后续需要对塔的操作参数进行灵敏度分析和调整，这需要涉及到灵敏度分析部分。总结一下，化学吸收其实主要的问题就在于通过电解质向导来获取电离平衡方程，其次需要在模拟前将吸收塔convergence下方Absorber的No改为Yes，其余部分和精馏塔基本上是一样的。