填料吸收实验计算示例.doc

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1、填料吸收实验数据处理通过本实验可测定吸收时的总体积传质系数Kxa和传质单元高度HOL装置参数：塔内径，D，m；填料层高度，Z，m。实验过程中测定的参数：水的温度，t，℃；空气的温度，T，℃；水的流量，Q，m3/h；空气的流量，V，m3/h；CO2的流量，VCO2，L/h；水出塔时的CO2的摩尔分率x1。一、数据处理过程如下：本实验的平衡关系可写成y＝mx式中：m为相平衡常数。1.相平衡常数：m=0.23532×t2＋30.556×t＋722.75其中t为水的温度2.气体流量校正：　　　式中，V’－气体摩尔流量，kmol/

2、h；V－气体转子流量计读数，m3/h；T－气体的温度，℃；－气体转子流量计转子材料密度，由实验装置给定，＝7800kg/m3－气体在标准状况下的密度，＝1.29kg/m3－气体在T℃（气体进口温度）下的密度，kg/m3式中，G为气体摩尔流率，kmol/m2·s3.液体流量校正：式中，Q’－液体摩尔流量，kmol/h；Q－液体转子流量计读数，m3/h；－液体转子流量计转子材料密度，由实验装置给定，＝7800kg/m3；－液体在20℃下的密度，＝998.2kg/m3；－液体在t℃（液体进口温度）下的密度，kg/m3式中，L为

3、液体摩尔流率，kmol/m2·s4.气体的CO2摩尔分率的测定（1）进塔气体的CO2摩尔分率（2）通过色谱的方法测定进塔气体的CO2摩尔分率y1＝a1/44/[a1/44+(1-a1)/29]出塔气体的CO2摩尔分率y2＝a2/44/[a2/44+(1-a2)/29]5.出塔液体的CO2摩尔分率x1对于清水而言，x2＝0，由全塔物料衡算：，可得x1：6.令、式中，S为脱吸因数；NOL为液相的传质单元数；HOL为液相的传质单元高度；Kxa为液相总体积传质系数；建议实验时，液体流量尽量大，最好在600L/h以上；气体流量尽量

4、小，最好在3-5m3/h；二氧化碳浓度尽量大，最好为100L/h。一、原始数据：水流量Q(m3/h)：0.2、0.4；空气流量V(m3/h)：1.0、1.0；D(m)Z(m)tTQVa1a2按照上述公式进行校正后数据（手工或电脑计算）mρ'空ρ'水Q'V'GLy1y2x1一、数据处理结果（手工或电脑计算）SNOLHOLKxa四、.思考题1、3、4三、实验装置与流程1.实验装置流程实验装置如图1所示：1、2、13－球阀；3－气体流量调节阀；4－液体流量调节阀；5－气体转子流量计；6－液体转子流量计；7－喷淋头；8、11－填

5、料层；9－液体再分布器；10－塔底；11－支撑板；12－压差计；14－气压表；15－二氧化碳转子流量计；16－气体混合罐图1吸收装置流程图示例：五、实验数据记录实验日期：01.15实验人员：学号：同组人员：塔高：2m塔径：0.1m室温：大气压：102kPa水温：8.8°C空气温度9.2°C表-1原始数据记录表水流量Q(m3/h)空气流量V(m3/h)水温度t(℃)空气温度T(℃)二氧化碳进塔浓度a1二氧化碳出塔浓度a20.61.68.89.20.06150.04220.41.68.89.20.05680.0338注：表中

6、a1，a2由气相色谱报告（见附页）读得。六、实验数据处理结果1.根据计算机软件处理结果如表2所示：表2实验数据处理结果表（计算机处理）水单位面积摩尔流量Lkmol/m2·s空气单位面积摩尔流量Gkmol/m2·s相平衡常数m脱吸因数S液相总传质单元数NOL液相总传质单元高度HOLm液相总体积传质系数Kxakmol/m3·s4239.0928.1016.8152.1.1.2855.9142826.0618.1016.8153.075821.1.7461618.5922、以水流量600L/h为示例，计算结果如下：本实验的平衡

7、关系可写成y＝mx（m为相平衡常数。）相平衡常数和温度的关系为：m=0.23532×t2＋30.556×t＋722.75=0.23532×8.82＋30.556×8.8＋722.75=1009.866其中t为水的温度(1)气体流量校正：ρf=7800kg/m3ρ=1.29kg/m3ρ’=353.2/(273.2+T)=353.2/(273.2+8.8)=1.2527kg/m3=12.2×0.6×[(7800-1.2527)×1.29/(7800-1.29)/1.2527]1/2/(273.2+8.8)=0.kmol/h=

8、4×0./3.14/0.12=8.kmol/m2·s(2)液体流量校正：ρf=7800kg/m3ρ=998.2kg/m3ρ’=999.7kg/m3Q=0.6m3/h=999.7×0.6×[(7800-999.7)×998.2/(7800-998.2)/999.7]1/2/18=33.29465kmol/h=4×33.