填料塔流体力学性能及传质

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1、实验五  填料塔流体力学性能及传质一、实验任务1、了解吸收塔的流程和结构；2、测量填料塔的流体力学特性；3、测定吸收系数。二、基本原理1、流体力学性质a、填料塔的流体力学特性包括压降和泛点，知道压降的大小，可以确定吸收塔所需的动力，而泛点是生产操作中的重要的控制因素。因此，填料塔的流体力学特性测定的目的，是为填料塔选择适宜的操作条件提供依据。流体力学特性测定时，使用的是空气和水。b、气体通过干填料时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在对数坐标纸上作关系曲线，为一直线，如图（1）所示，斜率为1.8~2次幂，当有喷淋量时，低气

2、速时（c点以前）压降也正在于气速的1.8~2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（线2中bc段）。随气速增加，出现载点，出现载点（c点），持液量增大，线向上弯曲，斜率变陡（cd段），到达泡点（d点）后，在几乎不变的气速下，压降持续增大，出现液泛。固定液体喷淋密度，记下塔内现象，空气流量、压降数。u1d2cb3P填料塔流体阻力实验记录表日期：设备型号：大气压力：填料高度：水温：气温：空气流量计算状态、：塔平均内径D：水流量L：空气流量：压强降：换算公式：-----273K=760mmHg-----空气密度1.293Kg/m3-----塔截面积以

3、气速G/为横坐标，压降为纵坐标，作压降曲线，找寻载液点和液泛点。1、传质系数的测定总体积传质系数Kga是在单位时间内，单位填料体积吸收的溶质量，又是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料层高度的重要依据。本实验是用水吸收空气---氨混合气体水中的氨，为使气液两相平衡关系服从亨利定律混合气中氨的浓度应少于10%。吸收过程可有用下列方程表示。----以气相摩尔比差为推动力的总传质系数G------单位时间吸收的组分量（Kg/时）F-------气液两相接触面积（米2）-----平均传质推动力（1）Ｇ――可以通过测量气相进、出口浓度和惰性气体流

4、量获得Ｖ――惰性气体流量［Ｋg／时］、――进出塔气相组成，以摩尔比表示［］（２）两相接触面积Ｚ――填料层高度［米］　　　Ｖ――塔中填料的全部面积――塔内径［米］a――填料的单位面积的有效表面积［米２／米３］一般a并不等于干填料的比表面at，而应乘以填料的表面效率，即――可根据最小润湿分率查下图表。一般填料，规定最小润湿率为０.０８而操作的润湿率等于液体的喷淋密度/at填料表面效率]最小润湿率分率根据以上公式及实验结果记录，计算出该填料塔的吸收系数，一并记入下表中。序号流量计示值Q[米2/时]计前表压P2[米2/时]标准状态流量Q2[米3/时

5、]空塔重量流速[GIO3Kg/m3]塔顶表压[cmH2O]填料层压差[mmH2O][mmP2O/m]塔内现象12345678910….一、装置及流程：1、装置：填料塔塔径=111[mm]填料高度h=0.8[m]填料瓷拉西环=403[]=0.764=903[]风机、氨瓶、尾气分析等辅助设备2、流程见流程图，空气由风机1提供，经油分离器进入塔内，2是旁路调节阀。出口处有尾气调节调节阀9，这个阀在不同的流量能自动维持一定的尾气压力（约90-130mmH2O柱）作为尾气能过分析器的推动里，水经总阀15进入水过滤减压器，经调节阀17及流量计13进入塔

6、，水过滤减压器一方面滤去水中的铁钙和污泥。另一方面能自动稳定压力，以消除自来水压力波动引起的流量波动，氨气由氨瓶23攻击，开启氨瓶阀24氨气即进入自动减压阀25中，这阀能自动将输出氨气压力稳定在0.5~1Kg/cm2范围内，氨压力表26知识氨瓶内部压力，27知识减压后的压力，为了确保安全，缓冲罐上还装有安全阀29，以保证进入实验系统的氨压力不超过规定值（1.2Kg/cm2）由于气体六与气体状态有关，所以每个气体流量计前均有表压计和温度计，为了测量管内力及填料层压降，装有表压计20个压差计19，另外还需测量大气压力，塔底压强测量口有一小段斜管

7、是用以避免水堵现象。一、实验注意事项1、罗茨鼓风机开启前先打开放空阀2、测定干填料压降时，塔内填料要先吹干3、测定湿填料压降时，要予液泛，使填料表面充分润湿4、本实验在固定喷淋液量（参考值100左右升/时）下，改变气体流量测定关系，在接近液泛时，气量应缓慢增加，并注意观察气液接触状况和压降变化幅度，注意不要使气速过分超过泛点，以避免冲破和冲跑填料。5、空气转子流量计前的调节珐要缓慢开启和关闭，以免撞碎玻璃管。6、做传质实验时，应注意减牙阀的使用方法，并使罐内压力保持在０.５～１，氨气入塔速度在４-５％，空塔速度０.５-０.７m／s。