[教学]填料塔吸收传质系数的测定实验

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1、填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的1•了解填料塔吸收装置的慕本结构及流程；2.掌握总体积传质系数的测定力法；3.了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响;二、基本原理气体吸收是典型的传质过程Z—。由于C02气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO2作为溶质组分。木实验采用水吸收空气中的CO2组分。一般CO?在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的co?气体通入空气中混合以提高空气中的CO2浓度，水中的C02含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度來处理，并R此体系C02气体的解吸过程属于液膜控制。因此，木实验主要测定K&和Hol。a)计算公式填料层咼度Z为：式屮

2、：L液体通过塔截血的摩尔流量，kmol/(n?・s)；Kxa以AX为推动力的液相总体积传质系数，kmol/(m3-s)；Hol液相总传质单元高度，m；Nol液相总传质单元数，无因次。令：吸收因数A=L/mGNol=-J-ln[(l-A)州一加七+4]1-A北_mxxb)测定方法(1)空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件(温度和压力)和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定填料层高度Z和塔径D；（3）测定塔顶和塔底气相组成刃和y2：（4）平衡关系。木实验的平衡关系可写成y=mx式中：m相平衡常数，m=E/P；E亨利系数，E=f（t）,Pa,

3、根据液相温度由附录查得;P总压，Pa,latmo对清水而言，x2=0,[t]全塔物料衡算G（y}-y2）=L（xl-x2）可得Xi。三、实验装置1）装置流程本实验装置（如图1所示）流程：由白来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由压缩机送來的空气和由二氧化碳钢瓶來的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐，然后再总接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换,由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换町略，整个实验过程看成是等温操作。1、2、球阀3、闸阀4、液体调节阀门5、6、15、转子流量计7、液体分布器8、填料9、

4、液体再分布器10、塔体11、填料支承板12、U型压差计13、尾气放空阀14、压力表16、气体中间贮罐图1吸收装直流程图2）主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔径lOOmm,塔内装有（）坏散装填料（金属丝网板波纹规整填料），填料层总高度2000mmc塔顶冇液体初始分布器，塔中部冇液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。（2）填料：。环散装填料，金属丝网板波纹规整填料。（3）转子流量计;介质条:件最大流量最小刻度标定介质标定条件空气4m3/h0.1m3/h空气20°C1.0133X105Paco.60L/h10L/h空气20°C1.0133X105

5、Pa水lOOOL/h20L/h水20°C1.0133XIO'Pa（4）空压机：空压0.8MPa；（5）二氧化碳钢瓶及氢气钢瓶;（6）气相色谱仪分析。（1）熟悉实验流程。（2）打开仪表电源开关及多级离心泵电源开关（或打开水龙头开关）；（3）开启液体调节阀门（4）,让水进入填料塔润湿填料，仔细调节阀门（4）,使转子流量计⑹流量稳定在某一实验值。（塔底液封控制：仔细调节阀门（1）、（2）的开度，使塔底液位缓慢地在一段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气；（4）启动空压机，打开C02钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀，使其压力稳定在（）.2〜0.3Mpa左右；（5）调节CO?转子流量计

6、（15）的流量,使其稳定在某一值;（6）待塔操作稳定后，读取各流量计的读数及通过温度、U型压差计上读取各温度及塔顶塔底间压差读数，通过CO?测定仪分析出塔顶、塔底气相CO?含量；（7）改变实验条件测定一系列实验数据，并记录在数据记录纸上。（8）实验完毕，关闭CO?转子流量计（15）,水转子流量（6）,再关闭空压机和多级离心泵电源开关（或水龙头），清理实验仪器和实验场地。2）注意事项（1）固定好操作点后，应随时注意调整以保持各量不变。（2）在填料塔操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定以后方能读取有关数据。（3）由于CO?在水中的溶解度很小，因此，在测定组成吋一定耍仔细认

7、真，这是做好本试验的关键。五、实验数据记录及处理1、数据记录流量温度°C压岸Pa含量％水L/h空气L/hCO?ml/min<9空气水进口U型压差计进口出口2、数据处理1）将原始数据列表并计算二氧化碳的体积传质系数、传质单元高度。2）在双对数坐标纸上绘图表示二氧化碳吸收时体积传质系数、传质单元高度与气体流量的关系。3）列出实验结果打计算示例。六、思考题1.本实验中，为什么塔底要有液封？液封高度如何计算？2.测定K&有什么工程意义？专业好文档梢心整理欢迎下载