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填料塔吸收流体力学性能测定实验
一、实验目的
1. 了解吸收过程的流程、设备结构,并掌握吸收操作方法。
2. 在不同空塔气速下,观察填料塔中流体力学状态。测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。
3. 了解填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数的测定方法。
—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。
二、实验原理
1. 填料塔的流体力学特性
吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积,而气体在通过填料层时,由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数,它包括压强降和液泛规律。
测定
L=0)时,其压强降与空塔气速
线,~2。当有液体喷淋时,在低
料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行,但压降大于同一气速下干填料的压降,如图中CD段。随气速的进一步增加出现载点(图中D点),填料层持液量开始增大,压强降与空塔气速的关联线向上弯曲,斜率变大,如图中DE段。当气速增大到E点,填料层持液量越积越多,气体的压强几乎是垂直上升,气体以泡状通过液体,出现液泛现象,此点E称为泛点。
三、实验装置
1、二氧化碳阀 2、6二氧化碳压表 3、减压阀 4、二氧化碳瓶 5、11温度计 7、空气缓冲罐 8、二氧化碳压表 9、15、28转子流量计 10、二氧化碳压计 12、空气缓冲罐 13、放净阀 14、空气调节阀 16、塔顶尾气压力计 17、填料支撑板 18、排液管 19、塔压降 20、填料塔 21、喷淋器 22、尾气稳压阀 23、尾气采样管 24、稳压瓶 25、采样考克 26、吸收分析盒 27、湿式体积流量计 29、放净阀 30、进水调节阀
空气由风机供给进入空气缓冲罐12再由阀14调节空气流量,经空气转子流量计15计量,并在管路中与二氧化碳(经转子流量计9计量)混合后进入塔底,混合气在塔中经水吸收后,尾气从塔顶排出。出口处有尾气稳压阀22,以维持一定的尾气压力(约100-200mmH2O)作为尾气通过分析器26的推动力。吸收剂—水,经转子流量计计量后,进入塔顶喷淋气喷出,塔底吸收液经排液管流入地沟。排液管18可上下移动,使液面控制在管子内部而不上升到塔截面内,保证液封。吸收质纯二氧化碳由钢瓶4供给,缓慢开启二氧化碳瓶阀1,二氧化碳气即进入自动减压阀3,稳压1Mpa范围以内。压力表2指示钢瓶内部压力,压力表6指示减压后的压力。二氧化碳气体通过转子流量计,进入塔底。气体由上向下经过填料层与液相逆流接触,最后由柱顶放空。因气体流量与状态有关,所以每个气体流量计前均有表压计和温度计。为了测量塔内压力和塔压降,装有表压计16和压差计19。另外还需要大气压力计测量大气压强。尾气分析器由吸收盒26和湿式气体流量计27。
四、流体力学性能测定实验方法
(1)测定于填料压强降时,塔内填料务必事先吹干,为开空气调解阀,开启气泵,缓慢调解改变空气流量6次