试验六丙酮蒸汽吸收

试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取1/19

试验六丙酮蒸汽吸取了解填料吸取塔的一般构造和工业吸取过程流程。把握吸取总传质系数Kya的测定方法。考察吸取剂进口条件的变化对吸取效果的影响。了解处理量变化对吸取效果的影响。二、试验原理概述吸取过程是依据气相中各溶质组分在液相中的溶解度不同而分别气体混合物的单元操方向；后者争论的重点为开发型高效的吸取设备，如型高效填料、型塔板构造等。(7)进、出口接收等等。其中，塔内放置的专用填料作为气液接触的媒介，其作用是使从塔液接触传质供给良好条件。液体预分布装置的作用是使得液体在塔内有一良好的均匀分布。料颗粒体，一般以散装(乱堆)的方式积存在塔内。常见的大颗粒填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍环、矩鞍环等等。填料等材质可以使金属、塑料、陶瓷等。规整填料是由很多具料能供给达的气液接触面积和较小的流淌压降。吸取速率方程式和吸取传质系数(1)吸取传质速率吸取传质速率由吸取速率方程式打算(1)或式(1)、(2)中NA——吸取速率，mol/s；Kya——气相吸取传质系数，mol/(m3·h)；A——气液接触传质面积，m2；

(2)——塔顶、塔底气象平均传质推动力；a——填料的比外表积，m2/m3；严格说来，a应为单位体积填料的有效润湿外表积。由于a的大小与物系对填料外表积的润湿性和气液流淌状况有关，工程上为便利起见，将K严格说来，a应为单位体积填料的有效润湿外表积。由于a的大小与物系对填料外表积的润湿性和气液流淌状况有关，工程上为便利起见，将Ky和a合并为一个常数，即pKya称为气相容积吸取传质系数，mol/(m3·h)，这样，吸取传质速率式又可表为(3)气相平均传质推动力由吸取过程物料衡算(4)(5)可得(4)(5)式(5)即为吸取过程的操作方程式。由图1可看出，吸取过程的推动力即为吸取操作线与相平衡线之间的浓度差。y1y2x2x1x平衡线y=mx试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取操作线y=L/G(x-x2)+y25/19试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取6/19对于低浓度吸取过程，气、液相平衡关系近似为直线，即y=mx(6)其中，和分别为塔底和塔顶位置的气相传质推动力，(6)其中，和分别为塔底和塔顶位置的气相传质推动力，(7)(8)传质系数传质系数Kya是吸取过程设计的重要工艺参数。由式(3)可得(9)由于影响Kya传质系数传质系数Kya是吸取过程设计的重要工艺参数。由式(3)可得(9)溶质由气相主体传递至气液两相界面，即气相主体内物质传递过程；溶质在相界面上溶解，由气相转入液相，即发生在界面上的溶解过程；溶质自相界面传递至液相主体，即液相主体的物质传递过程。界面溶解过程极易进展，传质阻力微小，可认为相界面上保持着两相平衡关系，因此，过程的传质速率实际上由气、液两相的传质速率所打算。该两层膜中，膜中的传质说定态的分子集中，因此，总传质系数Kya可表示为(10)式(10)中，kya——气膜吸取传质系数，mol/(m3．h)；kxa——液膜吸取传质系数，mol/(m3．h)。一般状况下，kxa和kya仅分别受液相流量L和气相流量G的影响，即kya=AGm (11)明显，Kya与气体流量明显，Kya与气体流量G、液体流量L都亲热相关，其关系可由下式表示(13)这样，只要在不同的气、液相流量和温度条件下通过试验测定出y1和y2，即可由式(9)计算出Kya。(14)传质速率N可通过全塔的物料衡算求得(14)(15)或(15)吸取塔的操作和调整(足够高的填料高度或足够多的塔板数)和足够大的塔径。另外，操作应在正常的气液负荷条件下进展，通过对吸取剂进口条件的调整，实现稳态的连续化操作。吸取操作的质量评价指标可用回收率回收率可近似用下式计算

或气相尾气浓度y2对于工业吸取过程，气体进口条件(流量、温度、压力、组成等)通常由前一工序打算，xt

及流量L，来实2 2现对吸取操作过程的调整。吸取剂的进口浓度x

、温度t

及流量L亦称为吸取剂的三要素。2 2吸取剂流量对吸取结果的影响转变吸取剂用量是对吸取过程进展调整的最常用方法。吸取量增加，气体出口组成y2减小，回收率增大。吸取量增加，气体出口组成y2减小，回收率增大。y1y2x2x1x试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取平衡线y=mxy9/19试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取10/19原操作线y=L/G(x-x原操作线y=L/G(x-x2)+y2当液相阻力较小时，增加液体的流量，对传质系数影响不大，溶质吸取量的增加主要是有利的。但使吸取剂流量增大要受到塔内流体力学条件的制约〔例如压降、液泛等，也要综合考虑吸取液解吸操作过程的费用。吸取剂入口浓度变化对吸取结果的影响吸取剂入口浓度x2的变化主要是转变了传质推动力的大小。如图3所示，x2降低，吸收塔顶部的传质推动力 增大，全塔平均传质推动力将随之增大，有利于塔顶气体出口浓度y收塔顶部的传质推动力 增大，全塔平均传质推动力将随之增大，有利于塔顶气体出口浓度y2的降低和回收率的提高。x1试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取xy12/19试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取y=mx在吸取——解吸联合操作过程中，x2的好坏直接影响吸取操作。吸取剂入口温度变化对吸取结果的影响4，假设吸取剂入口温度降低，相平衡系数减小，导致平衡线下移，是传质推动力增大，吸取过程阻力m/kya减小，结果使吸取速率增大，y2减小，回收率提高。因此在工业生产中，总期望吸取操作尽可能在较低的温度下进展。2应当留意的是，当气液两相在塔底接近平衡〔L/G<m〕时，如图5所示，欲降低y，提L6，提高吸取剂L用量,即增大L/G并不能使y2明显降低，只有降低吸取剂入塔浓度2x2才是最有效的。y113/19试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取xy14/19试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取17/194吸取温度对吸取过程的影响三、试验设计试验方案2用自来水〔x2=0〕做吸取剂，吸取空气混合气中的丙酮，试验操作压力为常压。使气液y1y，即可计算获得各种条件下的传质系数及吸取回收率。2检测点及检测仪表y1y；气液相流量G、L及气体压力P；吸取剂进出口温度tt，此外，还有吸取2 1 2塔的直径和填料高度〔用以计算填料体积。依据以上分析设置必要的检测点，并选配必要的检测仪表。y1y2用气相色谱仪分析；G用气体转自流量计计量；L用液体转子流量计计量，液体的进出口温度用热电阻温度计测定并以数显仪表显示。1所示。表1 吸取传质系数测定试验原始数据表————试验装置No.————,填料塔直径mm————，填料高度mm————，填料型号————

，气体压————No.L(L/h)G(L/h)————No.L(L/h)G(L/h)t1(℃)t2(℃)Y1Y2试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取图图7 液封装置示意图8所示。空气由于动力室空压机供给，气体压力由定力压制器调整至002MP〔表压，经气体转子流量计，进入丙酮容器，通过鼓泡，使丙酮汽化并与之形成吸取剂为自来水，来自高位槽，经转子流量计计量，通过电加热器，自吸取塔顶进入塔内，吸取后的富液经过液封装置流入吸取液贮槽。18/19掌握点及调整方法试验中需掌握和转变的变量有：气体压力，气液相流量G、L和液体的入口温度t1，据此确定试验装置的掌握点并配置掌握器件。气体压力承受压力定值器调整。G、L用手动阀门〔转子流量计〕调整，液体温度用电加热器和手动调压器调整掌握。试验装置和流程主要设备φ35mm填料：陶瓷拉西环丙酮鼓泡容器空气压缩机液封装置：为防止气相短路，需设置液封装置，即π型管，见图7试验六丙酮蒸汽吸取试验六丙酮蒸汽吸取

图8 吸取试验装置流程图试验操作时，先通入水，使塔内的填料充分潮湿。调整气体压力定制器，使空气压力恒定在0．02MPa。空气和水的流量调至适当数值。在系统稳定条件下，用取样器抽取进出口气体试样，用气相色谱仪分析其浓度。要留意，取样时先取出口气体，再取进口气体。五、试验数据处理和结果分析争论局部的要求分析并争论L、G、t1的变化对y2和的影响。争论L、G、t1的变化引起传质系