实验四填料塔吸收传质系数的测定.doc

;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;。。由于CO2气体无味、无毒、廉价,所以气体吸收实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。本实验采用水吸收空气中的CO2组分。一般将配置的原料气中的CO2浓度控制在10%以内,所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。又CO2在水中的溶解度很小,所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。因此,本实验主要测定Kxa和HOL。1)计算公式填料层高度Z为(6-1)式中: L液体通过塔截面的摩尔流量,kmol/(m2·s); Kxa△X为推动力的液相总体积传质系数,kmol/(m3·s); HOL传质单元高度,m; NOL传质单元数,无因次。令:吸收因数A=L/mG (6-2)  (6-3)2)测定方法(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)测定塔顶和塔底气相组成y1和y2;(3)平衡关系。本实验的平衡关系可写成y=mx(6-4)式中: m相平衡常数,m=E/P; E亨利系数,E=f(t),Pa,根据液相温度测定值由附录查得; p总压,Pa,取压力表指示值。对清水而言,x2=0,由全塔物料衡算可得x1。〕装置流程本实验装置流程如图6-1所示:水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后,一起进入气体混合稳压罐,然后经转子流量计计量后进入塔底,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,整个实验过程可看成是等温吸收过程。图6—1吸收装置流程图2〕主要设备(1)吸收塔:高效填料塔,塔径100mm,塔内装有金属丝网板波纹规整填料,填料层总高度2000mm.。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。(2)填料规格和特性:金属丝网板波纹填料:型号JWB—700Y,填料尺寸为φ100×50mm,比表面积700m2/m3。(3)转子流量计;介质条件最大流量最小刻度标定介质标定条件空气6m3/℃×105PaCO2160L/h10L/h空气20℃×105Pa水1000L/h20L/h水20℃×105Pa(4)层叠风机:气量0~90m3/h,风压50kPa;(5)二氧化碳钢瓶;(6)气相色谱仪(型号:SP6801);(7)色谱工作站:浙大NE2000。)实验步骤(1)熟悉实验流程及弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项;(2)打开仪表电源开关及风机电源开关;(3)开启进水总阀,使水的流量达到400L/h左右。让水进入填料塔润湿填料。(4)塔底液封控制:仔细调节阀门的开度,使塔底液位缓慢地在一段区间内变化,以免塔底液封过高溢满或过低而泄气。(5)打开C