填料吸收综合实验(改编).doc

填料吸收塔试验一、实验目的 1. 了解填料塔的流体力学性能; 2. 学习填料吸收塔传质单元高度 H OL 、体积吸收系数 K Xa 和回收率的测定方法。二、实验内容 1. 观察流体在填料吸收塔中的操作状态,测定△ P/Z~u 关系曲线并确定液泛气速。 。测定液膜传质系数随液体喷淋量的关系。三、实验原理吸收塔的液泛气速数据在塔的设计和操作中起着非常重要的作用,所以本实验通过测定△ P/Z~u 关系曲线和观察实验现象两种方法来确定“液泛气速”。吸收系数是决定吸收速率高低的重要参数,获得吸收系数绝大多数的方法是采用实验的方法。对于相同的物料系统和一定的设备(填料的类型和尺寸) 。吸收系数将随着操作条件及气、液接触状况的不同而变化。 CO 2 是难溶于水的气体,故液膜阻力控制着整个吸收过程速率的大小。所以,在其它条件不变的前提下,随着液体喷淋量的增大,吸收系数也相应增大。本实验所用气体混合物是 CO 2 与空气混合物, 用水做吸收剂。由于吸收液中 CO 2 的浓度不高, 可认为气—液平衡关系服从亨利定律, 可用方程 Y=mX 表示; 且因是常压操作, 故相平衡常数 m 值仅是温度的函数。 CO 2 在水中的吸收属于液膜控制, 根据总传质系数的计算公式, 对于液膜控制的气体吸收, 其液相总传质系数和液膜传质系数近似相等,即: (1) 因此,通过测定液相总传质系数 K X 即可测定出液膜传质系数 k X 。根据填料层高度的计算式: (2) 式中, N OL、H OL 分别可依下列公式进行计算: (3) 其中, (4) m OLX XXN??? 212 1 21 lnX X XXX m??????? XXkK? OL OLHHZ?(5) 式中: Z—填料层的高度, m; H OL—液相总传质单元高度, m; N OL—液相总传质单元数,无因次; X 1,X 2—进、出口液体中溶质组分的摩尔比, ???? S kmol A kmol ; ?X m—所测填料层两端面上气相推动力的平均值; m—相平衡常数,无因次; K Xa—液相总体积吸收系数, kmol /(m 3·h); L—水的摩尔流率, kmol (S)/h; Ω—填料塔截面积, m 2;24 D ???。在稳定操作的状况下,测得填料塔进出口处气、液流量及浓度后,可根据物料恒算及平衡关系计算 N OL, 再根据设备的尺寸及填料层高度即可计算体积吸收系数 K xa。对于液膜控制的气体吸收, 液膜传质系数只和液体喷淋量有关, 通过实验检测液膜吸收系数随液体喷淋量的关系。四、实验装置 1. 实验流程图??aK LH X OL 14图1 填料吸收塔实验装置流程示意图 1- 鼓风机; 2- 空气流量调节阀; 3- 空气转子流量计; 4- 温度计; 5- 液封管; 6-吸收液取样口; 7- 填料吸收塔; 8- CO 2 瓶阀门; 9- CO 2 转子流量计; 10-CO 2 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- CO 2钢瓶 2. 实验流程介绍空气由鼓风机 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, CO 2由 CO 2 瓶送出,经过 CO 2 瓶总阀 8 进入