实验六：填料吸收塔性能测定实验.doc

1 实验六填料吸收塔性能测定实验一、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 Ky ,并了解其影响因素。二、实验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: m yYZAKYYV??????)( 21故 m yYZA YYVK?????)( 21 式中: V ——通过吸收塔的惰性气体量即空气的摩尔流( kmol/h ) 1Y 、 2Y ——气相入口(塔底) 、出口(塔顶) 溶质摩尔比( kmol 溶质/kmol 惰性气体) A ——塔的有效吸收面积即塔的截面积( 2m ) Z ——填料层高度( m) mY?——对数平均推动力,2 11 211* ln *)(Y YY YYYY m????? Y1* 为与塔底 X1 成平衡的气相浓度, 11*XP EY?, 其中:P 为塔底操作压强绝对大气压( atm ), E 为亨利系数, E= × t 可见,通过测定操作过程吸收系统的 V、Y 1、Y 2、A、Z及△Y m 即可计算出 K Y 值。 2 三、实验装置 1、本实验装置主要由吸收塔、空压机、流量计、 U 型压差计、、控制架等设备组成。 2、吸收塔采用填料塔, 直径为 80 mm, 塔体为透明有机玻璃, 便于学生观察相关实验现象。吸收实验采用丙酮为吸收介质, 用水为吸收剂。填料采用φ 10*10mm 瓷拉西环,吸收前、后的尾气组成采样后由气相色谱分析(根据用户要求也可设计成计算机在线采样分析) ,或采用阿贝折光仪测定样品的折光率与标准曲线对照。吸收塔的入口气量和入塔液相量均可通过控制阀任意调节, 还可在实验时直接观察到各种填料塔的流体力学现象,包括沟流与液泛、淹塔等现象。 3、丙酮加热器采用不锈钢制作, 其上装有液位计, 最后由转子流量计计量后进入吸收塔底部。 4、作为吸收剂的水采用实验室的自来水通过离心泵打入吸收塔顶部, 与塔底进入的气相逆流接触,吸收溶质后排入地沟。 5、被吸收后的气体,取样进行分析。 6、控制屏本装置丙酮加热温度的给定和调节、入塔气量的调节、溶质浓度的调节、泵出口流量的调节,以及入塔气相的流量显示与控制,入塔液相量的控制、显示等,均集中在控制架。流量计吸收塔水箱排液管温控仪电流表电流调节丙酮罐减压阀3 压差计来自自来水至地沟空压机吸收塔丙酮罐四、实验步骤 1、观察实验仪器,查看各个部分的名称和功能以及操作方法。特别注意检查汽化器内液位是否在要求范围内,检查水箱内的水是否干净,如不干净则应将其排除换上干净的水,以防止引起仪器管道的堵塞。读取并记录压差计的读数。 2、打开电源开关及空气压缩机,再打开丙酮料桶加热器开关,调节填料桶温度至丙酮的沸点(