填料塔吸收传质系数的测定实验doc.doc

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填料塔吸收传质系数的测定
一、 实验目的
了解填料塔吸收装置的基本结构及流程;
掌握总体积传质系数的测定方法;
了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响;
二、 基本原理
气体吸收是典型的传质过程之一。由于C02气体无味、无毒、廉价,
所以气体吸收实验常选择C02作为溶质组分。本实验采用水吸收空气屮的
C02组分。一般C02在水中的溶解度很小,即使预先将一定量的C02气体
通入空气中混合以捉高空气中的C02浓度,水中的C02含量仍然很低,所
以吸收的计算方法可按低浓度来处理,并且此体系C02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。
a)计算公式填料层高度Z为:
z??dZ?OZLxldx?HOL?NOL ??xKxa2x?x
式中:L液体通过塔截面的摩尔流量,kmol/(m2 • s);
Kx 以AX为推动力的液相总体积传质系数,kmol / (m3 • s);
HOL 液相总传质单元高度,m; NOL 液相总传质
单元数,无因次。
令:吸收因数众=1_加6
N0L?y?mx21ln[(l?A)l?A] l?Ayl?mxl
b)测定方法
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。
测定填料层高度Z和塔径D;
测定塔顶和塔底气相组成yl和y2;
平衡关系。
本实验的平衡关系可写成
y = mx
式中:相平衡常数,m=E/P;
亨利系数,E=f(t), Pa,根据液相温度由附录查得;P总压,Pa,取
latm。
对清水而言,x2=0,由全塔物料衡算
G(yl?y2)?L(xl?x2)
可得xl。
三、实验装置
1〕装置流程
本实验装置(如图1所示)流程:由自来水來的水经离心泵加压后送
入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由压缩机送来的空气和由二氧化碳
钢瓶来的二氧化碳混合后,一起进入气体中间贮罐,然后再直接进入塔底, 与水在塔内进行逆流接触,进行质量和热量的交换,由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空,由于本实验为低浓度气体的吸收,所以热量交换可略,
整个实验过程看成是等温操作。
I、 2、球阀
3、闸阀4、液体调节阀门8、填料12、U型压差计
9、液体再分布器13、尾气放空阀
5、6、15、转子流量计7、液体分布器、塔体10
14、压力表
II、 填料支承板
16、气体中间贮罐图1吸收装置流程图
2〕主要设备
吸收塔:高效填料塔,塔径100mm,塔内装有G环散装填料(金属丝网板波纹规整填料),填料层总高度2000mmo塔顶有液体初始分布器,
塔中部有液体再分布器,塔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。
填料:0环散装填料,金属丝网板波纹规整填料。(3)转子
流量计;
(4)空压机:; (5)二氧化碳钢瓶及氢气钢瓶;(6)
气相色谱仪分析。
四、实验步骤与注意事项
熟悉实验流程。
打开仪表电源开关及多级离心泵电源开关(或打开水龙头开关);
开启液体调节阀门(4),让水进入填料塔润湿填料,仔细调节阀
门(4),使转子流量计(6)流量稳定在