填料塔流体力学性能及传质

实验五填料塔流体力学性能及传质、实验任务1、 了解吸收塔的流程和结构；2、测量填料塔的流体力学特性；3、测定吸收系数。、基本原理1、 流体力学性质a、填料塔的流体力学特性包括压降和泛点，知道压降的大小，可以确定吸收塔所需的动力，而泛点是生产操作中的重要的控制因素。因此，填料塔的流体力学特性测定的目的，是为填料塔选择适宜的操作条件提供依据。流体力学特性测定时，使用的是空气和水。b、气体通过干填料时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在对数坐标纸上作Ap~u关系曲线，为一直线，如图（1）所示，斜率为1.8〜2次幕，当有喷淋量时，低气速时（c点以前）压降也正在于气速的1.8〜2次幕,但大于同一气速下干填料的压降（线2中bc段）。随气速增加，出现载点，出现载点（c点），持液量增大，AP〜u线向上弯曲，斜率变陡（cd段），到达泡点（d点）后，在几乎不变的气速下，压降持续增大，出现液泛。固定液体喷淋密度，记下塔内现象，空气流量、压降数。水温： 气温T水温： 气温T2：空气流量计算状态T空气流量计算状态T1、P1塔平均内径D：空气流量：水流量L压强降：换算公式：T.P P=0-换算公式：T.P P=0-0 iG/P \'T T012273KP0=760mmHg空气密度1.293Kg/m3塔截面积以气速G为横坐标，压降2为纵坐标，作压降曲线，找寻载液点和液泛点。2、传质系数的测定总体积传质系数Kga是在单位时间内，单位填料体积吸收的溶质量，又是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料层高度的重要依据。本实验是用水吸收空气---氨混合气体水中的氨，为使气液两相平衡关系服从亨利定律混合气中氨的浓度应少于10%。吸收过程可有用下列方程表示。Ky 以气相摩尔比差为推动力的总传质系数G——单位时间吸收的组分量(Kg/时)F 气液两相接触面积(米2)AYAYm平均传质推动力(1)G――可以通过测量气相进、出口浓度和惰性气体流量获得G=V(Y—Y)baV惰性气体流量［Kg/时］组分mol――进出塔气相组成，以摩尔比表示［载体――进出塔气相组成，以摩尔比表示［载体mol］(2)两相接触面积兀F=aV =aQD2X填料41Z填料层咼度［米］Z填料层咼度［米］V――塔中填料的全部面积Dr 塔内径［米］a填料的单位面积的有效表面积［米2/米3】一般a并不等于干填料的比表面at,而应乘以填料的表面效率耳，即a="at耳一一可根据最小润湿分率查下图表。

最小润湿分率=操作的润湿率

规定的最小润湿率最小润湿分率=操作的润湿率

规定的最小润湿率一般填料，规定最小润湿率为0.08[米3/米□小时]而操作的润湿率等于液体的喷淋密度/at[米3/米°小时]填料表面效率“]最小润湿率分率根据以上公式及实验结果记录，计算出该填料塔的吸收系数K根据以上公式及实验结果记录，计算出该填料塔的吸收系数Ky，一并记入下表中。三、装置及流程：1、装置：填料塔塔径申=111[mm]填料高度h=0.8[m]填料12x12x1，3[mm] 瓷拉西环=403[m-1]£=0.764at/£3=903[m-1]风机、氨瓶、尾气分析等辅助设备2、流程见流程图，空气由风机1提供，经油分离器进入塔内，2是旁路调节阀。出口处有尾气调节调节阀9，这个阀在不同的流量能自动维持一定的尾气压力（约90-130mmH2O柱）作为尾气能过分析器的推动里，水经总阀15进入水过滤减压器，经调节阀17及流量计13进入塔，水过滤减压器一方面滤去水中的铁钙和污泥。另一方面能自动稳定压力，以消除自来水压力波动引起的流量波动，氨气由氨瓶23攻击，开启氨瓶阀24氨气即进入自动减压阀25中，这阀能自动将输出氨气压力稳定在0.5〜1Kg/cm2范

围内，氨压力表26知识氨瓶内部压力，27知识减压后的压力，为了确保安全，缓冲罐上还装有安全阀29围内，氨压力表26知识氨瓶内部压力，27知识减压后的压力，为了确保安全，缓冲罐上还装有安全阀29,以保证进入实验系统的氨压力不超过规定值(1.2Kg/cm2)由于气体六与气体状态有关，所以每个气体流量计前均有表压计和温度计，为了测量管内力及填料层压降,装有表压计20个压差计19,另外还需测量大气压力,塔底压强测量口有一小段斜管是用以避免水堵现象。3123哦收实豔能JMi程图X凤机氛空吒调节阀氐油分离器乙空气施如卜5,JSW四.冬克4*吸收盒“、強式吒怵海怎计冊*塔凄表医廿21、表圧叶22、jU度计30、转于潰盘计3』、畏出讣肚.厠橋7、排港管氣蓬蒔头典屋气调幽山、届社取择彗,5'^«苗、水过泸戒压尿I礼水调节阀墟、水邃凰评|轧压差计绒盘麻劄、風屜筒瓯银白功Stlii話2&^27&i力去级蜒冲i|瓯農式突全旺四、实验注意事项1、罗茨鼓风机开启前先打开放空阀2、 测定干填料压降时,塔内填料要先吹干3、 测定湿填料压降时,要予液泛,使填料表面充分润湿4、 本实验在固定喷淋液量(参考值100左右升/时)下，改变气体流量测定AP~u关系，在接近液泛时，气量应缓慢增加，并注意观察气液接触状况和压降AP变化幅度，注意不要使气速过分超过泛点