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填料塔吸收实验

序号：	34

化工原理实验报告

实验名称：填料吸收传质系数测定

学院：化学工程学院

专业：化学工程与工艺

班级：化工09－3班

姓名：曾学礼学号 09402010337

同组者姓名：周锃刘翰卿

指导教师：王志强

日期： 2011年9月20日

一、实验目的

1.熟悉填料塔的构造与操作。

2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。

3.掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。

4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。

二、实验原理

本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数Kxa，并进行关联，得到Kxa=ALa·Vb的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。

1.填料塔流体力学特性

气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

图1 填料层压降–空塔气速关系示意图

2、传质实验

填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。

本实验是对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。整理得到相应的传质速率方式为：

其中

5.相关的填料层高度的基本计算式为：

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其中，

式中：

三、实验装置流程

图6-2 填料吸收塔实验装置流程图

1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氧气瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氧气流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氧气瓶、18-氧气温度、20-吸收液温度、抽屉式配电柜21-空气进入流量计处压力

实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氧气由氧气瓶送出,经过氧气瓶总阀8进入氧气转子流量计9计量,氧气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。其流量由阀10功能性食品论文调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。少年电脑世界在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。吸收液的取样可用塔底6取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。

四、实验步骤及注意事项

解剖学杂志1、测量干填料层(△P／Z)─u关系曲线:

先全开调节阀 2,后启动鼓风机,用阀 2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据然后在双对数坐标纸上以空塔气速 u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干填料层(△P／Z)─u关系曲线。

2、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线:

用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, 一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下(△P／z)─u关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。

3、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线:

用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, 一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。

在对数坐标纸上标出液体喷淋量为50L／h下(△P／z)─u关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。

4、实验完毕后，关闭空压机、真空泵、进水阀门、等仪器设备的电源，并将所有仪器复原。

五、原始实验数据（附页）

六、数据处理

测流体力学特性实验数据

空气流速对数lgu	0.602	0.903	1.079	1.204	1.301	1.380	1.447	1.505
空气压强降对数lg△P	3.037	3.064	3.104	3.155	3.221	3.284	3.352	3.420

传质实验数据

温度T/℃	42	41	41.8	43.8	46	48	49.5	50
空气流速对数lgu	0.699	1	1.176	m.pire1.301	1.398	1.477	1.544	1.602
空气压强降对数lg△P	1.398	1.699	1.903	2.079	2.255	2.431	2.568	2.869