吸收及解吸实验

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1、吸收与解吸实验一、实验目的1、了解吸收与解吸装置的设备结构、流程和操作；2、学会吸收塔传质系数的测定方法；了解气速和喷淋密度对吸收总传质系数的影响；3、学会解吸塔传质系数的测定方法；了解影响解吸传质系数的因数；4、练习单个吸收操作、单个饱和液解吸操作及吸收解吸联合操作。二、实验原理㈠、吸收实验根据传质速率方程，在假定Kxa为常数、等温、低吸收率[或低浓、难溶等]条件下推导得出吸收速率方程：Ga=Kxa·V·Δxm则：Kxa=Ga/(V·Δxm)式中：Kxa——体积传质系数[kmolCO2/m3hrΔxm]Ga——填料塔的吸

2、收量[KmolCO2/hr]V——填料层的体积[m3]Δxm——填料塔的平均推动力1、Ga的计算已知可测出：Vs[m3/h]、VB[m3/h]由转子流量计测得，y1及y2（可由色谱直接读出）Ls[Kmol/h]=Vs×ρ水/M水标定情况：T0=273+20P0=101325ρ0=1.205测定情况：T1=273+t1P1=101325+ΔP×13.6因此可计算出LS、GB。又由全塔物料衡算：Ga=Ls(X1-X2)=GB(Y1-Y2)且认为吸收剂自来水中不含CO2，则X2=0，则可计算出Ga和X12、Δxm的计算根据测出的

3、水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm]则m=E/P[附]不同温度下CO2——H2O的亨利常数温度（t）51015202530E(大气压)877104012201420164018606㈡、解吸实验根据传质速率方程，在假定KYa为常数、等温、低解吸率[或低浓、难溶等]条件下推导得出解吸速率方程：Ga=KYa·V·ΔYm则：KYa=Ga/(V·ΔYm)式中：KYa——体积解吸系数[kmolCO2/m3hrΔYm]Ga——填料塔的解吸量[KmolCO2/hr]V——填料层的体积[m3]ΔYm——填料塔的平均

4、推动力1、Ga的计算已知可测出：Vs[m3/h]、VB[m3/h]由转子流量计测得，y1及y2（可由色谱直接读出）Ls[Kmol/h]=Vs×ρ水/M水标定情况：T0=273+20P0=101325ρ0=1.205测定情况：T1=273+t1P1=101325+ΔP×13.6因此可计算出LS、GB。又由全塔物料衡算：Ga=Ls(X1-X2)=GB(Y1-Y2)且认为空气中不含CO2，则y2=0；又因为进塔液体中X1有两种情况，一是直接将吸收后的液体用于解吸，则其浓度即为前吸收计算出来的实际浓度X1；二是只作解吸实验，可将C

5、O2用文丘里吸碳器充分溶解在液体中，可近似形成该温度下的饱和浓度，其X1*可由亨利定律求算出：则可计算出Ga和X22、ΔYm的计算根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm]则m=E/P根据三、实验装置6本实验是在填料塔中用水吸收空气和CO2混合气中的CO2，和用空气解吸水中的CO2以求取填料塔的吸收传质系数和解吸系数。流程描述如下：空气：空气来自风机，经测温测压，一路经流量计V空气-1与来自流量计VCO2-1的CO2气混合后进入填料吸收塔底部，与塔顶喷淋下来的吸收剂（水）逆流接触吸收，吸收后

6、的尾气排入大气；另一路经流量计V空气-2进入填料解吸塔底部，与塔顶喷淋下来的含CO2水溶液逆流接触进行解吸，解吸后的尾气排入大气。CO2：钢瓶中的CO2经根部阀、减压阀、针型调节阀，一路经流量计VCO2-1进入吸收塔；另一路经流量计VCO2-2进入文丘里吸碳器与饱和罐中的循环水充分混合可形成饱和CO2水溶液。水：吸收用水来自自来水，经转子流量计V水-1送入吸收塔顶，吸收液自塔底，一是若只作吸收实验，直接经F2流经倒U管排入地沟；二是吸收液可经F3流入饱和罐且充满。若做吸收—解吸联合操作实验，可开启解吸泵，将溶液经转子流量计

7、V水-2送入解吸塔顶，经解吸后的溶液从解吸塔底经F11流经倒U管排入地沟。若做饱和液解吸实验，此时可关闭流入饱和罐的进水（或溶液）阀F3，打开饱和泵，打开VCO2-2使CO2气流入文丘里吸碳器，一定时间后，使饱和罐内的溶液饱和，开启解吸泵，使饱和溶液经转子流量计V水-2送入解吸塔顶，经解吸后的溶液从解吸塔底经F10再流入饱和罐循环使用。取样：在吸收塔气相进出口管上设有取样点，在解吸塔气体出口有取样点，样气从取样口由取样管取出后在气相色谱仪上进行二氧化碳含量分析。其主要设备、仪表参数如下填料塔：塔内径100mm；填料层高60

8、0mm；填料为陶瓷拉西环；丝网除沫风机、泵：旋涡气泵120W；解吸泵与饱和泵为增压泵260W饱和罐：不锈钢φ250，高400温度：Pt100传感器，数显压力：±1500PaU形管，膜盒压力表0—1500Pa转子流量计：水LZB—25100—1000l/h气LZB—6100—1000l/hLZB—416—