填料塔中气相传质系数的测定

《填料塔中气相传质系数的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验六填料塔中气相传质系数的测定一、实验目的1．了解填料吸收塔的构造；2．熟悉填料吸收塔的操作；3．掌握填料塔的吸收总系数的测定方法。二、基本原理在填料塔中用清水吸收氨―空气混合气中的氨，由于混合气体中氨浓度控制的很低，因而吸收所得溶液的浓度也较低。气液两相的平衡关系可以认为符合享利定律。其吸收速率议程式为：NA＝KyAΔYm式中：NA——吸收质的吸收速率kmol/s；2A——气液相接触面积m；ΔYm——气相(对数)平均推动力；Ky——以摩尔比为推动力的气相吸收总系数，只需测出上式中其它各项即可得到Ky。1.氨的吸收速率NA由吸收塔的物料衡算求得：NA

2、＝G（Y1－Y2）式中：G——空气流量，由空气转子流量计测量，kmol/h;Y1，Y2——分别为进塔及出塔气体中氨的摩尔比，kmol氨／kmol空气。2．两相接触面积A2A＝aV=aπdZ/423式中：a——单位体积填料气液两相有效接触面积，m/m;Z——填料层高度，m;d——填料塔内径，m。而a=ηat23式中：at——填料的比表面积，m/m;η——填料的表面效率。它与喷淋密度有关；计算方法如下：32液体喷淋密度＝水的流量／塔截面积m/m·h；3操作的润湿率＝液体喷淋密度／atm/m·h;最小润湿率分率＝操作的润湿率／规定的最小润湿率（一般最小润湿率

3、按0.082m/m·h）填料的表面效率：η依最小润湿分率按下图查出:填料表面效率00.20.40.50.60.70.80.9最低润湿率分率00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0图3.9-1填料表面效率3.平均推动力ΔYm式中:Y1和Y2——表示塔底和塔顶的气相浓度，molN/H3/mol空气;**Y1和Y2——表示与塔底和塔顶的液相浓度相平衡的气相浓度,molN/H3/mol空气。1三、实验装置本实验装置如图3.9-2所示。空气由风机送入，与来自氨气钢瓶的氨气混合送入填料塔底部，水从塔顶喷淋而下，与混合气体在塔中逆流接触进行传质

4、，尾气从塔顶排出，吸收后的液体在塔底经液封装置排出。尾气一部分送入尾气分析系统，用来分析其浓度。装置中有多个流量计、压差计、温度计，用来测量氨气、空气和水的流量、压差、温度。所用设备及仪表规格如下：1．叶氏风机：3风量4.1m/min;风压1.5m;功率2.8kW2．吸收塔：d内＝107mm；内装填料型号Ф12×13×1.3瓷环;3．氨瓶：43～45升；4．转子流量计：3空气：LZB－407～45m/h；水：LZB－1520～250L／h;3氨：LZB－150.25～2.5m/h；5.U型管压力计与单管压力计;6.温度计:0～100℃;7.湿式气体流量

5、计:3BSD-50.5m/h；四、实验步骤1．预先检查风机、氨瓶、吸收系统设备、管路、阀门、测量仪器是否正常，并了解各自使用方法。2．打开水阀门，使吸收塔内填料充分湿润，然后将阀门关小，将流量调节至一定范围。3．全开风机的旁通阀，启动风机。调节旁通阀的开度，使空气以指定流量送入吸收塔。4．根据空气流量估算氨气流量使混合气体的氨含量约为3～4％（体积）。然后打开液氨钢瓶上的氨阀（必须在氨自动减压阀处于关闭状态下），调节氨自动减压阀控制低压氨流量在所需流量上，并维持稳定。5．在一定喷淋密度下，使通入吸收塔的空气和氨气流量保持不变，从塔顶尾气取样分析尾气氨浓

6、度，并记录相关的数据。6．改变喷淋密度或空气流量，重复实验5～6次。7．实验完毕后，关闭液氨阀门，停风机，停水，清理现场，一切复原。8．五、实验报告的要求根据实验原始数据，进行数据处理，计算气相总传质系数Ky。计算方法和计算所用公式如下：①计算空气流量2TPP012Q=obPTT012式中：Qob——标准状态下空气流量；Q1——使用状态下空气流量；P0，T0——标准状态下的压力和温度(0℃，760mmHg);P1，T1——标定状态下的压力和温度(20℃，760mmHg);P2，T2——使用状态下的压力和温度。②计算氨气流量TρPP012Q=Qoa1Pρ

7、TT0NH3123式中：Qoa——标准状态下氨气流量m/h；3ρ——标准状态下空气密度量1.293kg/m；3ρNH3——氨气的密度0.7714kg/m；3Q1——转子流量计测定氨气流量m/h。③计算Y1Y1＝Qoa/Qob④测定Y2见附录三尾气分析方法。⑤吸收负荷计算NA＝G（Y1－Y2）kmol(NH3)/hG＝Qobρ/Mkmol/h式中：M——空气的分子量，M＝28.96⑥计算气液接触面积A22A＝aVt=ηatπdZ/4m式中：Vt——填料体积；Z——填料高度。＊⑦计算Y1＊Y1＝mXM=E/PX1=X2+(G/L)(Y1-Y2)⑧计算对数平

8、均推动力**(Y−Y)−(Y−Y)1122∆Y=m*Y−Y11ln*Y−Y22⑨计算Ky2Ky