实验九..填料塔吸收实验.doc

实验九填料塔吸收实验
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Kya,并了解其影响因素
二、基本原理
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:
V(Y1-Y2)=Ω·Z·△Ym
故
式中:V,通过吸收塔的惰性气体量即空气的摩尔流量,kmol/h
、,气相入口、出口溶质摩尔比,kmol溶质/kmol惰性气体
Ω,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
可见,通过测定操作过程吸收系统的V、Y1、Y2、Ω、Z及△Ym,即可计算出值。
(1)空气流量V的测定
空气流量按下式计算即可:
及
式中:、、,空气在标准状态下的温度、压力、流量,K、、m3/h
T、P、,转子流量计标定状态下空气的温度、压力、流量,单位同上
、,空气进入转子流量计前的温度、压力,K、
C,转子流量计系数,
V,空气的摩尔流量,Kmol/h
(2)溶质(气体)入塔浓度的测定
或 kmol/kmol air
式中:PT ,入塔前混合气体总压(Pa),(表压)左右
,入塔温度t 下丙酮分压,可近似认为丙酮在t温度下达到饱和,其饱和蒸汽压服从Antoine方程:In=A- B/(C+1),式中、t单位分别为mmHg及0C ,常数A、B、、。
此外,亦可由气相色谱法进行定量分析。
(3)尾气出塔浓度测定
由气相色谱仪测定。
吸收剂出口溶质浓度
kmol溶质/kmol
式中:L,吸收剂(清水)用量,Kmol/h
X2,吸收剂(清水)中溶质浓度(单位同前),本实验中X2=0 。
(4)平衡常数m、平衡浓度Y*、对数平均推动力的计算
及 E丙酮=++ (atm)
三、实验装置
四、操作步骤
(1)检查水槽液位是否足够,需要时应为水槽加水。
(2)检查汽发器内液位是否在要求的范围内,必要时应为汽化器加丙酮。
(3)启动空气压缩机,待空压机出口压力达到额定压力后(会自动停机),缓慢打开气体流量计阀门进气,,~;
(4)灌泵后打开电源开关,启动泵。
(5)在L=0及L为某一定值时,改变V,分别测定在两种情况下的填料层压降与空塔气速的关系数据。注意观察当L一定时,随着V的改变,填料塔内流体流动现象。若还未看见液泛现象则可同时加大L。
(6)打开吸收塔的水进口阀进水,严格控制料液的流量在35~45L/h范围。
(7)打开丙酮加热开关,打开进气温度控制仪表,将进气温度设定为50~55℃。
(8)待操作稳定以后,从塔顶、塔底取样口同时取样分析。
(9)增加气相流量,重复操作7以取得另外一组数据。
(10)如果分析结果证明,增加气相流量后,塔顶出口气相与塔底出口液相中溶质含量上升,说明实验结果基本合理,吸收