实验六：填料吸收塔性能测定实验

PAGE1实验六填料吸收塔性能测定实验一、实验目的1、了解填料吸收塔的结构和基本流程；2、熟悉填料吸收塔的操作；3、观察填料吸收塔的流体力学行为并测定在干、湿填料状态下填料层压降与空塔气速的关系4、测定总传质系数Ky，并了解其影响因素。二、实验原理气体吸收是常见的传质过程，它是利用液体吸收剂选择性吸收气体混合物中某种组分，从而使该组分从混合气体中得以分离的一种操作。对稳定的低浓度物理吸收过程，根据吸收过程的物料衡算及传质速率方程有：故 式中：V——通过吸收塔的惰性气体量即空气的摩尔流（kmol/h）、——气相入口（塔底）、出口（塔顶）溶质摩尔比（kmol溶质/kmol惰性气体）A——塔的有效吸收面积即塔的截面积（）Z——填料层高度（m）——对数平均推动力，Y1*为与塔底X1成平衡的气相浓度，，其中：P为塔底操作压强绝对大气压（atm），E为亨利系数，E=0.31143×1.047t可见，通过测定操作过程吸收系统的V、Y1、Y2、A、Z及△Ym即可计算出KY值。三、实验装置1、本实验装置主要由吸收塔、空压机、流量计、U型压差计、、控制架等设备组成。2、吸收塔采用填料塔，直径为80mm,塔体为透明有机玻璃，便于学生观察相关实验现象。吸收实验采用丙酮为吸收介质，用水为吸收剂。填料采用φ10*10mm瓷拉西环，吸收前、后的尾气组成采样后由气相色谱分析（根据用户要求也可设计成计算机在线采样分析），或采用阿贝折光仪测定样品的折光率与标准曲线对照。吸收塔的入口气量和入塔液相量均可通过控制阀任意调节，还可在实验时直接观察到各种填料塔的流体力学现象，包括沟流与液泛、淹塔等现象。3、丙酮加热器采用不锈钢制作，其上装有液位计，最后由转子流量计计量后进入吸收塔底部。4、作为吸收剂的水采用实验室的自来水通过离心泵打入吸收塔顶部，与塔底进入的气相逆流接触，吸收溶质后排入地沟。6、控制屏本装置丙酮加热温度的给定和调节、入塔气量的调节、溶质浓度的调节、泵出口流量的调节，以及入塔气相的流量显示与控制，入塔液相量的控制、显示等，均集中在控制架。四、实验步骤观察实验仪器，查看各个部分的名称和功能以及操作方法。特别注意检查汽化器内液位是否在要求范围内，检查水箱内的水是否干净，如不干净则应将其排除换上干净的水，以防止引起仪器管道的堵塞。读取并记录压差计的读数。打开电源开关及空气压缩机，再打开丙酮料桶加热器开关，调节填料桶温度至丙酮的沸点（56.5°C）。待空气压缩机气压稳定（自动跳闸时），将空气通入汽化器内，缓慢打开气体流量计的进气阀门，进口压力控制在0.006Mpa，流量控制在0.4-0.8m³/h之间；打开吸收塔顶的排气阀。调节液体流量计为0，待填料桶温度接近沸点时，打开气体流量计，调节几组不同的气体流量，分别记录各流量及对应于该流量的压差和填料塔的现象。再调节液体流量为一定值，适当打开填料塔底的排液阀，改变气体流量，观察记录数据及现象，此时可通过调节排液阀及气体流量观察到液泛现象。调节气体流量为定值，调节液体流量，记录同上数据及现象。通过调节液体进出填料塔的量可观察到液泛现象。5、实验结束，依次关闭液相进口控制阀门、水泵、填料桶加热器，终止加料，关闭气体流量计阀，待塔内液相全部流出后，关闭空气进口阀，排液阀。卸掉空气压缩机的气压。五、实验数据记录及处理不变流量序号改变的流量压差/mm水柱吸收塔内现象水的流量为0L/h1234水的流量为L/h1234气体的流量