解吸实验

一：实验目的：

1）了解填料塔解吸装置的基本流程及设备结构；

2）掌握总体积传质系数的测定方法；

3）了解液体喷淋密度对总体积传质系数的影响。

二：基本原理：

气体解吸是典型的传质过程之一。由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体解吸实验常选择CO2作为溶质组分。本实验采用空气解吸水中的CO2组分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO2气体通入水中混合以提高水中的CO2浓度，水中的CO2含量仍然很低，所以解吸的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO2气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定Kxa和HOL。

计算公式填料层高度Z为：（1—37）

式中：轨道交通系统 L：液体通过塔截面的摩尔流量，kmol/(m2s)；

Kxa：以△X为推动力的液相总体积传质系数，活塞销kmol/(m3s)；

HOL：液相总传质单元高度，m；

NOL：液相总传质单元数，无因次。

令：吸收因数A=L/mG （1－38）（1—39）

（1）空气流量和水流量的测定

本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。

（2）测定塔顶和塔底液相组成x1和x2。

（3）平衡关系

在本实验条件下，平衡关系可写成：

y=mx （1—40）

式中： m为相平衡常数，m=E/P；

E为亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度由附录查得；

P为总压，Pa，由压强计测得。

三：实验装置与流程:

1〕装置流程

本实验装置流程如图所示。CO2气体在水转子流量计前的文氏管中以连续小气泡鼓入水中，然后水经转子流量计计量，送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。空气由风机经缓冲器、转子流量计计量后送入塔底，与水在塔内逆流接触。

解吸装置流程图

1.二氧化碳钢瓶 2.二氧化碳减压阀电子标签分拣系统 3.二氧化碳流量计 4.气液混合器 5.温度计 6.水流量计

7.高位水塔 8.塔体 9.液体喷淋头 10.液体再分布器 11.填料 12.气体取压均压环 13.空气流量计

14. 1151差压传感器 15.风机 16.空气缓冲器

2〕主要设备

（1）解吸塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网板波纹规整填料或θ环散装填料，填料层总高度2000mm.。金属丝网板波纹规整填料塔塔顶有液体初始分布器；环散装填料塔塔顶有液体初始分布器、塔中部有液体再分布器；塔内填料底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。。

（2）填料规格和特性：

金属丝网波纹规整填料：型号JWB—700Y，规格φ100×100mm，比表面积700m2/m3

θ环散装填料：。

（3）转子流量计

（4）二氧化碳(CO2)气敏电极.

（5）低噪涡流风机:JW7122型，风量0～100 m3/h，风压14KPa

四：实验步骤与注意事项：

电缆保护管HDPE1)实验步骤

（1）启动设备前必须先搞清流程，检查各阀门的正确位置。

（2）弄清二氧化碳气敏电极及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项。

（3）仪表上电：打开仪表电源开关。

（燃油调压阀4）开启进水阀阀4和阀3，调节水流量为300l/h，让水进入填料塔润湿填料。

（5）检查风机，若正常则启动风机安钮，调节空气流量，使流量为3～4m3/h，。

（6）塔底液封调整至某一高度，观察塔内气液流动状况，在操作过程中，应随时注意调整液封高度，以免塔底液封过高满溢或过低而泄气。

（7）开二氧化碳钢瓶总阀，开至最大，调整减压阀（注意减压阀的开关方向与普通阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关。），使二氧化碳流量达到某一值，即能观察到有机玻璃制成的气液混合器有气泡进入就行，不能过量，否则会造成水流的不连续流动等不稳定现象，无法计量和进行正常的操作。

(7) 待塔操作稳定后（约10～15min），读取各温度计和流量计读数。

(8) 用CO2气敏电极分析仪分析进、出塔水中的CO2浓度。

(9) 固定空气流量,改变液体喷淋量,重复(7)、(8)小蒸箱步骤。

（10）实验完毕，置各阀门、开关于正常位置，清理实验仪器和实验场地。

2）注意事项

（1）固定好操作参数后，应随时注意调整以保持各量不变。

（2）在填料塔操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定以后方能读取有关数据。

（3）由于CO2在水中的溶解度很小，因此，在分析组成时一定要仔细认真，这是做好本试验的关键。

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