实验四填料塔吸收传质系数的测定.docx

Revised as of 23 November 2020
实验四填料塔吸收传质系数的测定
4 填料塔吸收传质系数的测定
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；
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实验四填料塔吸收传质系数的测定
4 填料塔吸收传质系数的测定
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；
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CO2浓度和测量方法。
实验原理
气体吸收是典型的传质过程之一。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 。
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。
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