填料塔吸收操作及体积吸收系数测定

《填料塔吸收操作及体积吸收系数测定》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、专业：姓名：学号：实验报告日期：地点：课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：成绩：__________________实验名称：填料塔吸收操作及体积吸收系数测定同组学生姓名：实验类型：传质实验一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一．实验目的装1.了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作；订2.观察填料吸收塔的液泛显现，测定泛点空塔气速；3.测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线；线4.

2、测定含氨空气—水系统的体积吸收系数KYa。二．实验原理（一）填料层压力降ΔP与空塔气速u的关系气体通过干填料层时（喷淋密度L=0），其压力降ΔP与空塔气速u如图6中直线A所示，此直线斜率约为1.8，与气体以湍流方式通过管道时ΔP与u的关系相仿。如图6可知，当气速在L点以下时，在一定喷淋密度下，由于持液量增加而使空隙率减小，使得填料层的压降随之增加，又由于此时气体对液膜的流动无明显影响，在一定喷淋密度下，持液量不随气速变化，故其ΔP~u关系与干填料相仿。在一定喷淋密度下，气速增大至一定程度时，随气速增大，液膜增厚，即出现“拦液状态”（如图6中L点以

3、上），此时气体通过填料层的流动阻力剧增；若气速继续加大，喷淋液的下流严重受阻，使极具的液体从填料表面扩展到整个填料层空间，谓之“液泛状态”（如图6中F点），此时气体的流动阻力急剧增加。图6中F点即为泛点，与之相对应的气速称为泛点气速。装订原料塔在液泛状态下操作，气液接触面积可达最大，其传质效率最高。但操作最不稳定，通常实际操作气速取泛点气速的60%~80%。线塔内气体的流速以其体积流量与塔截面积之比来表示，称之为空塔气速u。V'u=···································（1）Ω式中：u——空塔气速，m/s3V’——

4、塔内气体体积流量，m/s2Ω——塔截面积，m。实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正，校正方法详见附录四。填料层压降ΔP直接可由U型压差计读取，再根据式（1）求得空塔气速u，便可得到一系列ΔP~u值，标绘在双对数坐标纸上，即可得到ΔP~u关系曲线。（二）体积吸收系数KYα的测定1.相平衡常数m对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系式为：y*=mx································（2）相平衡常数m与系统总压P和亨利系

5、数E的关系如下：Em=··································（3）P式中：E——亨利系数，Pa；P——系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa。亨利系数E与温度T的关系为：1922lgE=11.468−T···························（4）式中：T——液相温度（实验中取塔底液相温度），K。根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差ΔP，即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（3）、（4）便可求得相平衡常数m。2.体积吸收系数KYα体积吸收系数KYα是反映填料吸收塔性能的主要参

6、数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。本实验中属于低浓度气体吸收，近似取Y≈y，X≈x。装吸收速率方程式为：订GA=KYa⋅Ω⋅h⋅∆Ym线GA则Ka=····························（5）YΩ⋅h⋅∆Ym3式中：KYα——气相体积吸收系数，kmol/m·h；23α——单位体积填料层所提供的有效接触面积，m/m；GA——单位时间内NH3的吸收量，kmol/h；2Ω——塔截面积，m；h——填料层高度，m；ΔYm——吸收推动力，气相对数平均浓度差。为求得KYα，需求取GA及ΔYm。（1）被吸收的NH3量GA，可由物料衡算求得：

7、G=V(Y−Y)=L(X−X)······················（6）A1212式中：V——惰性气体空气的流量，kmol/h；L——吸收剂水的流量，kmol/h；Y1——进塔气相的组成，比摩尔分率，kmol(A)/kmol(B)；Y2——出塔气相（尾气）的组成，比摩尔分率，kmol(A)/kmol(B)；X1——出塔液相的组成，比摩尔分率，kmol(A)/kmol(B)；X2——进塔液相的责成，本实验中为清水吸收，X2=0。（a）进塔气相浓度Y1的确定VAY=·······························（7）1V式中：

8、VA——氨气的流量，kmol/h。根据实验中转子流量计测取的空气和氨气的体积流量和实际测量状态（压力、温度），对其刻度流量进行校正而得到