填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定

1、8888百度文庫-讓每個人平等地提升自我化工原理實驗報告學院：專業(yè)：班級：姓名學號實驗組號實驗日期指導教師成績實驗名稱填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定、實驗目的1了解填料塔吸收裝置的基本結構及流程;2掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；3了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法。二、實驗原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一。由于CO2氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實驗常選擇CO2作為溶質(zhì)組分。本實驗采用水吸收空氣中的CO2組分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使預先將一定量的CO2氣體通入空氣中混合以提高空氣中的CO2濃度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的計算方法可按低濃度來處理，并且此體系CO2氣體的解吸過程

2、屬于液膜控制。因此，本實驗主要測定Kxa和HOL。計算公式填料層高度Z為z=fZdZ=H.“小0K*OLOLKxaX2X-X*式中:L液體通過塔截面的摩爾流量，kmol/(m2s)；Kxa以AX為推動力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3s)；HOL液相總傳質(zhì)單兀咼度，m；NOL液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mGNol=宀ln(lA)2+AOL1一Ay】一mX測定方法空氣流量和水流量的測定本實驗采用轉子流量計測得空氣和水的流量，并根據(jù)實驗條件(溫度和壓力)和有關公式換算成空氣和水的摩爾流量。測定填料層高度Z和塔徑D；測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；平衡關系。本實驗的平衡關系

3、可寫成y=mx式中：m相平衡常數(shù)，m二E/P；EY利系數(shù)，E=f(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；P，Pa，取1atm。平平百度文庫百度文庫-讓每個人平等地提升白我8888對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算G(y-y)=L(x-x)21可得x1o三、實驗裝置1裝置流程1液體出口閥2；2風機；3液體出口閥1；4氣體出口閥；5出塔氣體取樣口；6U型壓差計；7填料層；8塔頂預分布器；9進塔氣體取樣口；10玻璃轉子流量計(0.44m3/h)；11混合氣體進口閥1；12混合氣體進口閥2；13孔板流量計；14渦輪流量計；15水箱；16水泵圖7-1吸收裝置流程圖本實驗裝置流程：由自來水源來的水送入填料

4、塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由風機送來的空氣和由二氧化碳鋼瓶來的二氧化碳混合后，一起進入氣體混合罐，然后再進入塔底，與水在塔內(nèi)進行逆流接觸，進行質(zhì)量和熱量的交換，由塔頂出來的尾氣放空，由于本實驗為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個實驗過程看成是等溫操作。2主要設備吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內(nèi)裝有金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料或e環(huán)散裝填料，填料層總高度2000mm.o塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。填料塔底部有液封裝置，以避免氣體泄漏。填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料：型號JWB700Y，規(guī)格100X100mm,比表面積700m2/m3。(3

5、)轉子流量計:介質(zhì)條件常用流量最小刻度標定介質(zhì)標定條件CO22L/min0.2L/minCO220C1.0133X105Pa空氣風機：型號：旋渦式氣機二氧化碳鋼瓶；氣相色譜分析儀。四、實驗步驟1實驗步驟熟悉實驗流程及弄清氣相色譜儀及其配套儀器結構、原理、使用方法及其注意事項；打開混合罐底部排空閥，排放掉空氣混合貯罐中的冷凝水；打開儀表電源開關及風機電源開關，進行儀表自檢；開啟進水閥門，讓水進入填料塔潤濕填料，仔細調(diào)節(jié)玻璃轉子流量計，使其流量穩(wěn)定在某一實驗值。(塔底液封控制：仔細調(diào)節(jié)液體出口閥的開度，使塔底液位緩慢地在一段區(qū)間內(nèi)變化，以免塔底液封過高溢滿或過低而泄氣)；啟動風機，打開CO2鋼瓶總

6、閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥；仔細調(diào)節(jié)風機旁路閥門的開度(并調(diào)節(jié)CO2調(diào)節(jié)轉子流量計的流量，使其穩(wěn)定在某一值；)建議氣體流量35m3/h；液體流量0.6-0.8m3/h；CO2流量2-3L/min。待塔操作穩(wěn)定后，讀取各流量計的讀數(shù)及通過溫度、壓差計、壓力表上讀取各溫度、塔頂塔底壓差讀數(shù)，通過六通閥在線進樣，利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣體組成；實驗完畢，關閉CO2鋼瓶和轉子流量計、水轉子流量計、風機出口閥門，再關閉進水閥門，及風機電源開關，(實驗完成后我們一般先停止水的流量再停止氣體的流量，這樣做的目的是為了防止液體從進氣口倒壓破壞管路及儀器)清理實驗儀器和實驗場地。2注意事項固定好操作點后

7、，應隨時注意調(diào)整以保持各量不變。在填料塔操作條件改變后，需要有較長的穩(wěn)定時間，一定要等到穩(wěn)定以后方能讀取有關數(shù)據(jù)。五、原始數(shù)據(jù)記錄原始數(shù)據(jù)記錄表水(m3/h)流量氣體總流量(m3/h)CO2(L/min)溫度空氣水含量進口出口0.642.522.313.50.01990.24490.70.844.*M屬K：ik；K：S.：U特舟GM；工:44e1VKID.屈1WC!.N!ISsriEtsai=:沖taIBM13X-3X據(jù)呦vea+ns炒匣蟲AS*M蜩天“眈屢惑疔4xii世HE244C4afe:：xj：E：i：AH-PR4X*Si*-IF.才阪喘IUH飯土曲4U9B3皿1閥a七杞沙*f=tT或T

8、iSSi*F*U:IBM0.1M13X-JK-空拠&.XIX-開BPiffiia倉時匱4t*f*-：aiF.沁寶卒uPH揮審ST法強*變色鼻帆肌序2.52.522.322.313.513.50.01990.01990.35520.2502六、數(shù)據(jù)處理單位換算:水：0.6m3/h=600kg/h=(600/3600)*4/(n*18)=0.01179kmol/m2s0.7m3/h=700kg/h=(700/3600)*4/(n*18)=0.01375kmol/m2s0.8m3/h=800kg/h=(800/3600)*4/(n*18)=001572kmol/m2s氣體流量：4m3/h=(4/36

9、00)*4/(n*224)=6316*10-5kmol/m2s二氧化碳：25L/min=006*2.5m3/h=0.15m3/h=(0.15/3600)*4/(n*22.4)=2.368*10-6kmol/m2s8888S2JOH(oz3*g2*2g9)、zz.gs0Z3HUIszmTOUDPs決9169=9szmIOUDlzzso.0出錄nJJoXMyw朵1塀坦枳seXM佞1sirOUI,orZJOHIror9Iy9HOHAHeJo0JomIZ90匕SZCOZHNqHH昌Hqx66E0000窗DOT：月2Z.T【EESI.0+ZSSMOOO*(EESI.0D】HnqxmJI0e+(；u-th

10、n5320A0z3囂3*2g.SBS.ohhosjhoz寸IHmsgTOUI譯2*2g9=Dszmonnlgzso0出錄nJ0Xs0r9Im.9HOHAHeE9SZ.OHIS寸9zahon、0qOH.mzHqx66E0000S呂OKms寸9&H【SIEI0+6000*(siei0D】5IngsOAOZ3關gs*9Ie9)、62JS.0Hnosnonnp2*2e9HOs苜二0雖6匸30出錄PuoX坦枳H必XM佞1滅*塢址rW昌90痕*垢拴爍I百度文庫百度文庫-讓每個人平等地提升白我8888N=_ln（l-Ayb吧+Aol1Aymxbb=1In【（10.1753）*0-002502+0.1753=

11、2.8563m10.17530.000199又.h=2m0hh0dh=-Jxd=H-N00Kaxxx*lolX2H=h/N=2/2.8563=0701mOL0OLKxa=G/HOL=6-316*10-5/0-701=9-001*10-5kmol/m3.s七、實驗結果及討論通過對本次實驗的數(shù)據(jù)進行收集分析作圖，經(jīng)過分析得到傳質(zhì)系數(shù)受液體流量的影響較大,受氣體流量的影響較小，隨著氣體流量增大，傳質(zhì)系數(shù)增加，在后面的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，由于傳質(zhì)系數(shù)受氣體流量變化很小，其中有兩個偏差很大的點只是相對偏差較大，而絕對誤差偏差很小?？梢越普J為等于理論值，在圖表解析的過程中，傳質(zhì)系數(shù)幾乎不受氣體流量的影響。八、

12、思考題1本實驗中，為什么塔底要有液封？液封高度如何計算？答：保證塔內(nèi)液面，防止氣體漏出，保持塔內(nèi)壓力.U形管液封所需高度是由系統(tǒng)內(nèi)壓力（P1塔頂氣相壓力）、冷凝器氣相的壓力（P2）及管道壓力降（h,）等參數(shù)計算確定的?？砂词剑?.0.1-1）計算:H=（P1一P2）X10.2/Yh-式中H.,-最小液封高度，m;Pl,系統(tǒng)內(nèi)壓力;P2受液槽內(nèi)壓力;Y液體相對密度;h-管道壓力降（液體回流道塔內(nèi)的管線）一般情況下，管道壓力降（h-）值較小，可忽略不計，因此可簡化為H=（P1一P2）X10.2/Y為保證液封效果，液封高度一般選取比計算所需高度加0.3m-0.5m余量為宜。2測定Ka有什么工程意義？x答:傳質(zhì)系數(shù)Kxa是氣液吸收過程重要的研究的內(nèi)容，是吸收劑和催化劑等性能評定、吸收設備設計、放大的關鍵參數(shù)之一。3.為什么二氧化碳吸收過