实验7填料吸收塔实验

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1、实验7填料吸收塔实验一、实验目的1•了解填料吸收塔的结构并练习操作。2•学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。二、实验内容固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和冋收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。三、实验原理吸收系数是决定吸收过程速率高低的重耍参数，而实验测定是获取吸收系数的根本途径。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。木实验所用气体混合物中氨的浓度很低（摩尔比为0.02）,所得吸收液的浓度也不高。可认为气■液平衡关

2、系服从亨利定律，可用方程式Y=mX表示。又因是常压操作，相平衡常数m值仅是温度的函数。0）Nog、Hog、KYa、q）A可依下列公式进行计算(7-1)(7-2)(7-3)(7-4)(7-5)式中：Z—填料层的高度，m；Hog—气相总传质单元高度，m；Nog—气相总传质单元数，无因次；Yi、Y2—进、出口气体中溶质组分的摩尔比，屁切)；DYm—所测填料层两端面上气相推动力的平均值；DY2、DY-分别为填料层上、下两端面上气和推动力；DYi=Y「mXi；DY2=Y2-mX2X2、Xi—进、出口液体中溶质组分的摩尔比，申顼;m—相平衡常数，无因次；KYa一气相总体积吸收系

3、数,kmol/(m3•h)；V—空气的摩尔流率，kmol(B)/h；Q—填料塔截面积，打；°，評。刊一混合气中氨被吸收的百分率(吸收率)，无因次。⑵操作条件下液体喷淋密度的计算爾幡卿■(7-6)最小喷淋密度经验值17•为0.2m3/(m2•h)四、实验装置1—吸收塔；2—液体分布器；3—填料；4—塔底排液阀；5—进气管;6—液封；7—风机；8—三通阀；9—水准瓶；10—真空泵；11—气体流量计；12一气体温度表；13—液体温度表；14一氨瓶；15—氨自动减压阀；16—氨瓶总阀；17—氨气压力表；18—氨气流量计；19—液体流量计；20一U型管压差计；21一吸收瓶；2

4、2—进水阀图7J填料吸收塔实验装置流程图1・实验主要设备与仪器填料塔：塔体为＜D100X5mm有机玻璃管制成，塔高1.6m；塔内件主要有液体分布器、填料支承架、气体分布器等。填料：规整填料和散堆填料。2•各套吸收塔基本情况列于表7-1中表7J各套吸收塔基本情况装置序号1234填料类型及规格不锈钢板波纹250Y不锈钢丝网CY陶瓷波纹填料450Y不锈钢鲍尔环Dgl6填料层高度530mm750mm600mm500mm空气流量计孔板流量计孔板流量计孔板流量计孔板流量计氨气流量计转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计尾气流量计湿式流量计:湿式流量计湿式流量计湿式流量计水流量

5、计转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计鼓风机型式吹吸两用泵旋涡气泵旋涡气泵旋涡气泵五、实验方法实验物系为空气、氨和水，微机在线数据采集。实验步骤如下：1•掌握仪器的使用方法，在教师的指导下，学会使用电导率仪，并能利用微机进行数据采集与处理。2•打开进水阀门，使填料充分润湿（大约15分钟）。3•全开放空阀后启动鼓风机。4•固定水流量为80L/h左右，选择适宜的空气流量，根据空气流量计校正曲线和氨气流量校正曲线，计算需向进塔空气中送入的氨气流量，以使混合气体中氨的浓度在0.02摩尔比左右。5•预先调节好空气流量和水的流量后，打开氨瓶总阀16（手轮旋转半圈），用氨自动

6、减压阀15调节氨流量，使氨流量达到需要值。若氨流量达不到需要值，可适当增大氨瓶总阀16的开度。在空气、氨及水的流量不变的条件下操作一定时间，待过程基本稳定后，记录各流量计读数，记录塔底排出液的温度，并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。6•尾气分析方法：（1）关闭吸收瓶的进口阀门，用移液管向吸收瓶内装入5ml较低浓度的酸，并加入1・2滴指示液（甲基橙）。（2）缓慢打开吸收瓶的进口阀门，让塔顶尾气通过吸收瓶。阀门的开度不宜过大，以能使吸收瓶内液体以适宜的速度不断循环为限。从尾气开始通过吸收瓶起，就必须观察吸收瓶内液体的颜色，中和反应达到终点时，立即关闭进口阀门。⑶尾气浓度

7、场的计算方法式中：j分别为NH3和空气的摩尔数；畑一硫酸溶液的体积摩尔浓度，mol溶质/I溶液；一硫酸溶液的体积，ml；Gw—分别为进气管内空气的总体积（ml）和绝对温度（K）；7■:—标准状态下的绝对温度，273K。7•塔底吸收液的分析方法（1）用三角瓶接取吸收液样品一瓶、并加盖。（2）用移液管取塔底溶液10ml置于另一个三角瓶中，加入2滴指示剂（甲基橙）。⑶将浓度较高的硫酸置于酸滴定管内，用以滴定三角瓶中塔底溶液至终点。8•加大或减少空气流量，相应地改变氨流量，使混合气体中氨的浓度与第一次实验时相同，水流量与第一次实验也应相同，重复上述操作，测定有关数据。9