填料塔吸收传质系数的测定实.docx

填料塔吸收传质系数的测定实.docx填料塔吸收传质系数的测定实验doc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;3・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中的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提高空气中的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液体通过塔截血的摩尔流量,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A=L/mGN0L?y?mx21ln[(l?A)l?A]l?Ayl?mxlb)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) 测定填料层高度Z和塔径D;(3) 测定塔顶和塔底气相组成yl和y2;(4) 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latmo对清水而言,X2二0,由全塔物料衡算G(yl?y2)?L(xl?x2)可得X1O三、实验装置1)装置流程本实验装置(如图2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。1、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1014、压力表口、填料支承板16、气体中间贮罐图1吸收装置流程图2)主耍设备(1) 吸收塔:高效填料塔,塔径100mm,塔内装有0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。(2) 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(1) 熟悉实验流程。(2) 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);(3)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⑹流量稳定在某一实验值。(塔底液封控制:仔细调节阀门(1)、(2)的开度,使塔底液位缓慢地在一段区间内变