实验五 填料吸收塔的操作及其Kya的测定实验.doc

实验五填料吸收塔的操作及其Kya的测定实验
实验五填料吸收塔的操作及其Kya的测定
气体吸收是一种典型的化工单元操作,在合成氨、三酸、石油化工以及环保中的含SO2废气、鞋业中的“三苯”处理等部门获得广泛应用。
:
1. 了解填料吸收塔的结构和流程。
2. 了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响。
3. 掌握吸收总传质系数的测定方法。

吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。不同的组分在不同的吸收剂,不同的吸收温度,不同的液气比,不同的吸收剂进口浓度,吸收速率是不同的。所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。
y
1?y2吸收操作的目标函数:y2 或η y1影响y2 有:;2..操作因素。

a. 填料塔的结构
典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体,筒体内
分层安放一定高度的填料层,填料层底端由搁栅支
撑,液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散
至整个塔截面的填料上。液体靠重力自上而下流动,
气体靠压差自下而上流动。填料的表面覆盖着一层液
膜,气液传质发生在气液接触面上。
最早的填料拉西(1914)由拉西发明,它是一段外
径和高度相等的短管,时隔多年,鲍尔环,阶梯环,
弹簧填料,θ环填料??不锈钢金属丝网波纹填料,
以及种类繁多的规整填料。评价填料特性的三个数
字:
1) 比表面积 a (m2/m3) 越大越好;
2) 空隙率ε气体阻力尽可能小,ε越大越好;
3) 单位堆积体积内的填料数目n。
图1. 填料塔结构示意图
b. 填料的作用
(1) 增加气液接触面积
应满足:1) 80%以上的填料润湿。
2) 液体为分散相,气体为连续相(反之
为鼓泡塔,失去填料的作用) 。
(2) 增加气液接触面的湍动
应满足:1) 保证气液逆流。图2. 操作线与平衡线的关系
2) 要有适宜的液气比,若气速过大,液体下降速度为零,即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求,填料才会起作用。
c. 液体分布器的作用
(1)较高的填料层,需分段安装液体再分布器。
(2)克服液体向壁偏流现象,为此,每隔一定高度的填料层,要装有液体再分布器。
(3)使填料均匀润湿,从而增加气液接触面积。
2. 操作因素
本文所强调对于特定的吸收过程,改变L、t、x2三要素对改善y2所起的作用是不同
的,即回答特定的吸收过程,三要素中哪一个是控制因素。
(1) 当L/G >>m时,推动力△ym 由操作
线某一端靠近平衡线的那一头所决
定,见图2所示。若增加吸收剂L的
流量导致解吸超负荷,解吸不彻底,
所引起的后果是吸收剂进口浓度x2增
加,从而使吸收后尾气浓度y2 也增
加。针对这种情况,控制操作要素是
x2,降低x2,见图2所示。其方法有
二种:
1) 改善解吸塔的操作,采用一切
能使解吸彻底的方法。
2) 增加新鲜吸收剂的用量。
(2) 当L/G<< m时,若适当增加吸收剂流量,其一改善了操作线的斜率,见图3
所示,△ym将增加;其二对液膜传质分系数的提