填料吸收塔的操作及其Kya的测定(教案)

化工原理实验教案填料吸收塔的操作及其Kya的测定实验七填料吸收塔的操作及其Kya的测定一、实验目的1、了解填料吸收塔的结构和流程；2、了解吸收剂进口条件变化对吸收操作结果的影响；3、掌握吸收传质系数的测定方法。二、实验任务1、固定气相流量，在不同液相流量下，测定气体进出口浓度y1和y2，计算组分回收率、传质推动力和传质系数。2、固定液相流量，在不同气相流量下，测定气体进出口浓度y1和y2，计算组分回收率、传质推动力和传质系数。3、固定液相流量和气相流量，在不同进水温度下，测定气体进出口浓度y1和y2，计算组分回收率、传质推动力和传质系数。三、实验原理吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度的不同而达到分离的一种方法。不同的组分在不同的吸收剂，不同的吸收温度，不同的液气比，不同的吸收剂进口浓度，吸收速率是不同的。所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。吸收操作的目标函数为y2，设备和操作是其主要影响因素。1、设备因素填料塔的结构

典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体，筒体内分层安放一定高度的填料层，填料层底端由搁栅支撑，液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散至整个塔截面的填料上。液体靠重力自上而下流动，气体靠压差自下而上流动，填料的表面覆盖着一层液膜，气液传质发生再气液接触界面上。填料的作用a、增加气液接触面积应满足：1)80%以上的填料润湿。2)液体为分散相，气体为连续相.(反之为鼓泡塔，失去填料的作用)。b、增加气液接触面的湍动应满足：1)保证气液逆流。2)要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。

(3)液体分布器的作用克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液体再分布器。使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。2、操作因素（1）当L/G》m时需降低吸收剂进口浓度（2）当L/G《m时需适当增加吸收剂流量（3）遇上强放热吸收需采用中间冷却装置3、吸收总传质系数的测定传质速率式：NA=Kya·V填·△Ym(1)物料恒算式：G空(Y1-Y2)=L(X1-X2)(2)相平衡式：Y=mX(3)(1)和(2)式联立得：(4)●注意：空气流量计需校正，其校正公式为：G空—装有测空气的流量计；V填—与塔结构和填料层高度有关;其中：L—装有测吸收剂的流量计；m---在吸收剂进塔与出塔处装有测液体的温度计，吸收温度t=(t进+t出)/2四、实验装置和流程五、实验步骤检查丙酮汽化器中是否需要补充丙酮；打开吸收剂计量流量计至刻度为2L/h。3、打开空气压缩机，调节压力定值器至刻度为0.02Mpa。4、调节液封装置中的调节阀使吸收塔塔底液位处于气体进口处以下的某一固定高度。5、调节进丙酮贮槽的空气计量流量计至刻度为200L/h。6、固定气相流量为400L/h，分别在液相流量为2L/h、4L/h、6L/h时，依次对气体出口和进口取样分析（注意：在一定流量下须稳定10分钟后，方可采集数据。）7、固定液相流量为6L/h，再分别采集气相为600L/h、1000L/h时的数据。8、固定气相和液相流量，打开吸收剂进口温度调节器，旋至电流刻度为1.2A左右，使吸收剂温度高于室温15℃9、实验结束时，先关闭吸收剂进口温度加热器、空气压缩机、空气计量流量计待温度降低后再关闭吸收剂计量流量计，上机处理数据。六、思考题如何校正空气流量计？总结实验结果，分析水吸收丙酮是气膜控制过程还是液膜控制过程？3、填料吸收塔为什么必需有液封装置？液封装置如何设计的？七、注意事项1、启动风机前先关闭空气流量计阀门。2、调节液封装置中的调节阀使吸收塔塔底液位处于气体进口处以下的某一固定高度。在整个实验过程中，保持压力定值器至刻度为0.02Mpa。待稳定10min以上，方可同时采集实验数据，先测出口气体，后测进口气体。保持气化空气流量计的刻度不变。八