填料塔吸收传质系数的测定.doc

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6填料塔吸收传质系数的测定

1. 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；
2. 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;
4. 了解气相色谱仪和六通阀在线检测 CQ浓度和测量方法。

气体吸收是典型的传质过程之一。由于 CQ气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验
选择CQ作为溶质组分是最为适宜的。本实验采用水吸收空气中的 CQ组分。一般将配置的
原料气中的CQ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CQ在水中
的溶解度很小，所以此体系 CQ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 HQL
1) 计算公式
填料层高度Z为
Z L xi dx
—=H°l Nql (6- 1)
0 Kxa X2x -x
式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量， kmol / (m 2 • s);
Kxa △ X为推动力的液相总体积传质系数， kmol / (m 3 • s);
H ql 传质单元高度，m;
N ql 传质单元数，无因次。
令：吸收因数 A=L/mG (6- 2)
1 yi -mx2 ,
(6— 3)
% 二口啲"I人 A]
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
G(y1「y2)=L(X1 -x2)
可得X1。
6. 3实验装置与流程
1〕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。
风机混合稳压琨
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 JW— 700Y,填料尺寸为$ 100X 50mm比表面积700m2/m3
(3)转子流量计；
介质
条
件
取大流量
最小刻度
标定介质
标定条件
空气
6m3/h
m3/h