填料吸收塔的操作及其Kya的测定

合集下载

填料吸收塔的操作及其Kya的测定(精)

造价过高，大型工业生产中难以应用
丝网波纹填料
传质效率最高，价格高，易堵塞
孔板波纹填料
总体性能不如丝网波纹填料
2018/9/27
13
3.液体分布器的作用
（1）克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液体再分布器。（2）使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。
2018/9/27
14
四. 操作因素
鲍尔环（Pall Ring） A. 开发年代：1948年，1952年 B.开发者或开发单位：德国BASF公司
2018/9/27
8
填料的种类（续3）
英特洛克斯鞍形环（ Intalox Saddle），矩鞍环，槽鞍环 B.开发时间：1950年 C.开发者或开发单位：美国M.Leva
A.名称：泰勒花环 B.开发时间：1954年 C.开发者或开发单位：美国A.J.Teller
十字隔环改进型
A.名称：十字隔环（Crossing Partition Ring） B.开发年代：本世纪30年代中期 C.开发者或开发单位：美国孟山都公司（LEONARD—MONSANTOC）
2018/9/27
7
填料的种类（续2）
芬斯克填料或弹簧形填料（Fenske Sprial） A. 开发年代：1936年 B.开发者或开发单位：M.R.Fenske
2018/9/27
9
填料的种类（续4）
A. 名称：英派特克填料（Interpak） A. 名称：短阶梯环 B. 开发年代：1964年 B. 开发年代：1986年 C. 开发者或开发单位：德国林德公司 C. 开发者或开发单位：美国GLITSCH.CO （REIN—LINDE）
2018/9/27

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

05
打开气相色谱。
检查丙酮汽化器中是否需要补充丙酮，丙酮汽化器中丙酮的液位须超过50%。
打开进入高位槽的自来水龙头，保持从高位槽溢流管始终有适量水溢出。
关闭气、液流量计，关闭塔底液体出口阀，关闭空压机出口阀门。
启动空压机（控制压力在0.5Mpa左右），出口压力减至0.05Mpa，通过仪表盘上压力定值器控制实验操作压力稳定在0.02Mpa。
序号
L*（L/h）
G* （L/h）
T进
t进
t出
塔顶
塔底
A空
A丙
A空
A丙
1
3
400
2
5
400
3
5
600
实验数据处理结果
序号
L（Kmol/h）
G（Kmol/h）
Y1
Y2
X2
η
(%)
(kmol/m3·h)
1
2
3
实验报告要求
计算组分吸收率；计算气相平均推动力；计算气相总容积传质系数；作和关系图。
05
本实验中其他条件不变而水流量适当增加时，出塔气、液组成会如何变化？
06
本实验条件下，若增加空气的流量，则水流量是否按比例增加（即L/G不变）就可保证吸收率不变？
对全塔进行物料衡算，则得：
即可列出操作线方程为：
它是一条通过( ) ，( )两点的直线。这条直线就是吸收的操作线。
4.填料吸收塔的操作和调节
吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成上，或溶质的吸收率η上。吸收率的定义为：
01
由于吸收塔的气体进口条件（气体中惰性气体的流量G和吸收质的组成）是由前一工序决定的，因此控制和调节吸收操作最终结果的方法，只能是调节吸收剂的进口条件，即流量L、温度t、浓度三个要素。

实验六吸收实验

注意事项：
1、室温大于15℃时，空气不需加热，即可达到配料要求。若室温偏低，可预热空气使y1达到要求。
2、各仪表读数恒定5min以后，即可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的实验方案调节有关参数。
b、填料的作用
(1)增加气液接触面积
应满足：i) 80%以上的填料润湿。
ii)液体为分散相，气体为连续相(反之为鼓泡塔，失去填料的作用)。
(2)增加气液接触面的湍动
应满足：i)保证气液逆流。
图2.操作线与平衡线的关系
ii)要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。
传质速率式：NA=Kya·V填·△Ym(1)
物料衡算式：G空(Y1-Y2)=L(X1-X2)(2)
相平衡式：Y=mX(3)
(1)和(2)式联立得：Kya= (4)
由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y1>10%,属于高浓度气体吸收，所以：
Y1= ；Y2= ；
G空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m2·h；
（3）当吸收系强放热过程时，意味着自塔顶而下，吸收液温度增加很大，甚至达到了解吸温度。此时的平衡线斜率变陡，传质推动力△ym下降，见图4所示。如，用水来吸收SO3制H2SO4,第一步只能先制得93%的硫酸，再用93%硫酸冷却后吸收SO3,经脱去少量水，才制得98%浓硫酸。因此，针对这种情况，控制操作要素是吸收剂温度t，即吸收液需经中间冷却后再吸收。
V填—与塔结构和填料层高度有关；
其中： (5)
；；
L—吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m2·h；
m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：

试验七填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

试验七填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定1.实验目的本实验旨在通过填料吸收塔的操作，测定其中一种气体在液体中的吸收特性，并计算其吸收传质系数。

2.实验原理填料吸收塔是一种用于气体吸收液体的设备，常用于废气治理和化学工艺中。

填料吸收塔的主要组成部分包括填料层和液相层。

气体从塔底进入填料层，通过填料与液相进行接触，在质量传递的作用下，溶于气体中的物质被液相吸收，并由塔顶排出。

吸收传质系数是描述气体在液体中传质性能的参数，通常用k来表示。

吸收塔中气体的吸收速率与扩散速率成正比，与接触面积成反比。

传质速率可通过如下公式计算：NTU = k * A * (Cg - Cgi)其中，NTU为传质单位时间内的传质量，k为吸收传质系数，A为塔内液相与气相的有效接触面积，Cg为塔底气相的浓度，Cgi为塔顶气相的浓度。

通过测量塔底和塔顶气相的浓度，以及塔底传质率，即可计算出吸收传质系数k。

3.实验步骤（1）准备工作：将填料装入填料层，根据需要确定填料层的高度；（2）连接好气相和液相导管，并确保无漏气现象；（3）启动搅拌器，使液相均匀分布在填料层上；（4）将适量的气体通入塔底，并记录下通气时间；（5）在通气过程中，采集塔底和塔顶气相的样品，并测定其浓度；（6）根据浓度和通气时间计算塔底传质率；（7）根据传质率、填料表面积等参数计算吸收传质系数k。

4.实验注意事项（1）操作过程中需注意安全，避免吸入有害气体；（2）确保气相和液相导管的连接紧密，无泄漏现象；（3）在取样时，保持塔内气相的稳定，避免因取样产生扰动；（4）实验结束后，清洗设备，存放妥善。

5.计算与分析根据实验测得的塔底和塔顶气相浓度，以及通气时间，计算出塔底传质率。

根据塔底传质率、填料表面积等参数，计算出吸收传质系数k。

6.结论通过填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定，可以了解其中一种气体在液体中的吸收特性，并进一步计算其吸收传质系数。

吸收传质系数的测定可用于化学工程中的设计与优化。

填料吸收塔实验

填料吸收塔的流体力学性能及其吸收总传质系数的测定讲稿一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构和流程；2.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；3.了解填料吸收塔的流体力学特性，测定压降与空塔气速的关系；4.学习吸收总传质系数K Y a的测定方法。

二、实验内容1.在各种喷淋量下（包括喷淋量为零）测量气速和压降的关系，并记录塔内拦液和液泛的现象。

2. 固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取某一气相流量，测定气体进出口浓度，由此计算组分回收率η，传质推动力ΔY m和总传质系数K Y a。

内容拓展：(1)填料塔吸收的工业应用。

(2)填料塔技术的发展趋势。

(3)各种填料的认识（教具）和新型填料开发介绍。

三、基本原理1.气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。

压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP与空塔气速u的关系如下图所示：图1 填料层的ΔP～u关系当无液体喷淋即喷淋量L0=0时，干填料的ΔP～u的关系是直线，如图中的直线0。

当有一定的喷淋量时，ΔP～u的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将ΔP～u关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。

2.吸收塔的操作和调节吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成Y2上，或组分的回收率η上。

在低浓度气体吸收时，回收率η可按下式计算：121211Y Y Y Y Y -=-=η 吸收塔的气体进口条件是由前一道工序决定的，吸收剂的进口条件：流率L 、温度T 、浓度X 2是控制和调节吸收操作的三要素。

3．吸收总传质系数的计算实验物系是清水吸收氨，惰性气体为空气，气体进口中氨浓度Y 1＜10%，属于低浓度气体吸收。

传质速率式：m t Y A Y V a K N ∆⋅⋅= （1）物料衡算式：)()(2121X X L Y Y V -=- （2）相平衡式： mX Y = （3）(1)和(2)式联立得：mt Y Y V Y Y V a K ∆-=)(21 （4） 22112211ln )()(mX Y mX Y mX Y mX Y Y m -----=∆ （5）式中t V ——填料层体积，m 3四、实验装置和流程（可先由同学介绍，再进行补充讲解，注意指出实验的关键之处）实验装置包括氨气钢瓶、风机、填料塔与尾气分析装置等，其流程如图所示。

实验七填料塔吸收实验

实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。

２.熟悉填料塔的流体力学性能。

３.掌握总传质系数K Y a测定方法。

４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。

二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降∆P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。

２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数K Y a。

三、基本原理1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。

支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、θ网环都属于实体填料。

填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。

液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降∆P的产生。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。

了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。

填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。

在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降∆P与空塔气速u的关系可用式∆P=u1.8-2.0表示。

在双对数坐标系中为一条直线,斜率为 1.8-2.0。

在有液体喷淋（L≠0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。

在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守∆P∝u1.8-2.0这一关系。

但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。

填料吸收塔的操作和吸收系数的测定

因本实验采用的物系不仅遵循亨利定律，而且气膜阻力可以不计，在此情况下，整个传质过程阻力都集中于液膜，即属液膜控制过程，则液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，即
表3(1)填料吸收塔传质实验数据表(一) 被吸收的气体: 纯CO2; 吸收剂:水; 塔内径:35ｍｍ塔类型吸收塔 Ø环填料种类填料尺寸 (m) 4x10 填料层高度 (m) 0.65 CO2转子流量计读数 m3／h 0.200 CO2转子流量计处温度 ℃ 25.6 流量计处CO2的体积流量 m3／h 0.156 水转子流量计读数 30.0 水流量 30.0 中和CO2用Ba(OH)2的浓度Ｍ mol／l 0.1 中和CO2用Ba(OH)2的体积 ml 10 滴定用盐酸的浓度Ｍ mol／l 0.1
15.60 19.40 10 25.6 1.637252 0.01529 0.00209 3.39322 3.4382 0.0251 0.0073
填料吸收塔的操作和吸收系数
的测定
史玉琳
二 o 一五年六月
一、实验目的
1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。 2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习对实验数据的处理分ห้องสมุดไป่ตู้。
二、实验内容 1.测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。 2进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。
三、实验原理：气体通过填料层的压强降
液泛区
L3 ＞ L2 ＞ L1 L0 =
0

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定解读

实验装置流程示意图
流程简介：
由空气压缩机1提供的空气，经压力定值器2 定值为2×104Pa，并经转子流量计4计量后，进入内盛丙酮的丙酮汽化器5，产生丙酮和空气的混合气，混合气从输气管道由塔底进入填料吸收塔7，在塔内同自塔顶喷下的水逆流接触，被吸收掉其中大部分丙酮后，从塔顶部气体出口9排出。由恒压高位槽 13 底部流出的吸收剂（水），经转子流量计 15 计量，流经电加热器 16 ，由塔顶喷入吸收塔，吸收了空气中的丙酮后，由塔底经液封装置11排入吸收液贮罐。
实验步骤（2）

6、调节空气流量计调节流量为400L/h，液体流量为3L/h，注意稳定塔内压力，空压机压力及保持塔底液位高度60％。 7、用气相色谱分析混合气中丙酮的进口浓度。当平行实验误差小于5%时，即认为实验条件已基本稳定。 8、在稳定操作条件下测定气体的进口、出口浓度。并随时记录气体、塔顶和塔底的温度。
式中：G---气相流量（kmol/h）； Y1、Y2---气相进、出塔浓度。
（2）气相平均推动力
可取塔底与塔顶推动力的对数平均值，
即
Y1 Y2 Ym ln(Y1 Y2 )
Y1 Y1 Y1* Y1 mX1
Y2 Y2 Y2* Y2 mX2
（3）气相总体积传质系数
吸收剂进口浓度对吸收的影响
调节吸收剂进口浓度X A,2是控制和调节吸收效果的又一重要手段。吸收剂进口浓度X A,2 降低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也会随之增大，这有利于吸收过程吸收率的提高。
吸收剂入口温度对吸收的影响
吸收剂入口温度对吸收过程影响也很大，这也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度，使气体的溶解度增大，相平衡常数减小，平衡线下移，平均推动力增大，使吸收效果变好。

化工原理实验报告吸收实验要点

化工原理实验报告吸收实验要点————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ一、实验名称：吸收实验二、实验目的：１.学习填料塔的操作;2．测定填料塔体积吸收系数K Y ａ.三、实验原理：对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。

但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。

(一)、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P 与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。

若以空塔气速o u [m/s]为横坐标，单位填料层压降ZP∆[mmH 20／m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-１所示。

当液体喷淋量L 0＝0时,可知ZP∆~o u 关系为一直线,其斜率约1.0—2，当喷淋量为L 1时,ZP∆~o u 为一折线,若喷淋量越大，折线位置越向左移动,图中L 2>L 1。

每条折线分为三个区段,ZP∆值较小时为恒持液区，Z P ∆~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。

Z P ∆值为中间时叫截液区,ZP∆~o u 曲线斜率大于２,持液区与截液区之间的转折点叫截点Ａ。

Z P ∆值较大时叫液泛区,ZP∆~o u 曲线斜率大于10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B 。

在液泛区塔已无法操作。

塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。

吸收实验图2-2－7－1 填料塔层的ZP∆～o u 关系图图2－２-7-２吸收塔物料衡算（二)、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水,故此操作属气膜控制。

若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。

其吸收速率方程可用下式表示:m Ya A Y H K N ∆⋅⋅Ω⋅=(1)式中:N A ——被吸收的氨量[kmolN Ｈ3／h];Ω——塔的截面积［m 2]H ——填料层高度[m ］∆Y m ——气相对数平均推动力ＫY a ——气相体积吸收系数[k ｍolN Ｈ3／m ３·h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-７-２)：)()(2121X X L Y Y V N A -=-=(2)式中：V ——空气的流量[ｋmol 空气／h]Ｌ——吸收剂（水）的流量[kmol Ｈ2０/h] Y １——塔底气相浓度[ｋｍｏｌNH 3/kmol 空气] Y ２——塔顶气相浓度[kmolNH 3/km ｏｌ空气］X 1，X ２——分别为塔底、塔顶液相浓度［kmo ｌＮH 3/kmolH 20]由式(1）和式（2)联解得:mYa Y H Y Y V K ∆⋅⋅Ω-=)(21（3）为求得ＫＹa 必须先求出Y １、Y 2和∆Y m 之值。

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定操作规程
(1.熟悉实验工艺流程，了解气相色谱仪的使用方法。

2.水箱充入清洁水，液位高度须超过80%。

丙酮加入溶剂储罐中，液位高度须超过50%。

3.关闭气、水流量计，启动空压机（控制压力调节在0.4～0.5MPa），出口压力减至0.05MPa 左右。

通过压力定值器，控制实验操作压力保持稳定在0.02～0.03MPa（不能太大）。

4.打开塔顶放气（出口取样）考克（实验中始终处在全开状态），关闭塔底液体（实验中液位高度保持在1/3～1/2）出口阀。

5.打开空气流量计调节空气流量（400～500mL/h），打开水流量计调节水流量（2～ 3L/h）。

待稳定（3～5分钟）后，取样分析。

6.分析所得的结果合格后方可改变空气或水流量再重复操作中，以此类推，直至所需数据测取完毕。

7.所有实验数据测试完毕并经指导教师检查同意后，按色谱操作规程并闭色谱，停水，最后关停风机。

注意事项：
气相色谱使用请严格按照气相色谱开关机步骤操作，实验结束后，先关电，至温度降到一定值后，才能关气，然后恢复到实验前状态。

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验数据处理中注意事项说明
❖ 1．气体流量计在0.02MPa下使用，与气体
流量计标定时的状态不同，故需校正
G GN
P0T PT0
❖ 2．吸收剂的进口温度由半导体温度计测得，需全知塔道平全均塔温平度均为温：度，来t 查得t进各组t出的m值。 2
❖
实验数据处理结果的讨论及要求
1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，讨论组分回收率η，传质推动力,Δym和传质系数Kya的变化规律。
实验内容
❖ 1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，测定气体进出浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面 Δym和传质系数Kya。
❖ 2．在清2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
❖ 3．在空气流量和清水流量恒定条件下，改变清水温度，测定气体进出口浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
K ya C Ga Lb
(三). 吸收塔的操作和调节：
❖ 回收率η
y1 y2 1 y2
y1
y1
吸收剂的进口条件：流率L、温度t、浓度x2三个因素 1、改变吸收剂用量 2、改变吸收剂入口温度 3、吸收剂进口浓度x2
吸收塔的操作和调节
给定条件：H，,Kya,y1 调节手段：L，t，x２，
t降低，使气体的溶解度增大，m减小，相平衡线下移。推动力增加。吸收速率增大，y2减小,吸收率增加
y1 y2
x2
x1
实验装置示意图及流程
空气―丙酮混合气― 水吸收系统，吸收塔为填料吸收塔，
气相色谱分析的方法，测定混合气进口浓度y1及混合气出口浓度y2。
❖ 分别改变水流量、空气流量（均由小至大）、及水温（升高）的方法，测数组数据。每改变一次水流量或空气流量，均需间隔数分钟取样，或出口水温基本恒定。

6 填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验四十六填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1、熟悉吸收传质系数的测定方法及实验装置；2、了解操作条件改变对吸收率、平均推动力及传质系数的影响。

二、实验内容1、测定丙酮、空气-水吸收系统在填料吸收塔内作逆流接触的吸收传质系数K y a 或K x a2、分别改变吸收剂流量L 和进口温度t 1进，稳定操作后测定气体进、出口浓度y 1、y 2，计算回收率和吸收率传质系数K y a 或K x a 。

三、基本原理吸收操作的目的是使进塔气体混合物中被吸收组分的出口浓度达到一定要求。

影响2y 的因素有：塔的结构、填料类型、吸收剂性能以及操作条件。

1、吸收传质速率方程式及传质系数吸收传质速率： A N =y m K A y ∆ （1）式中： y K —气相总传质系数，2/mol m h ;传质系数：my y Z y G y G aK ∆⋅⋅Ω-=2211 （2）ak m a k a K x y y +11＝（3）m y ∆—塔顶、塔底气相平均推动力, 2121ln y y y y y m ∆∆∆-∆∆＝（4） A —填料的有效接触面积2m ，2Z,=4A a D π=⋅Ω⋅Ω （5）全塔物料衡算：m y y Z a K y G y G ∆⋅⋅Ω⋅=-2211 （6）平均推动力： 221122112121ln )()(ln mx y mx y mx y mx y y y y y y m -----=∆∆∆-∆∆＝（7）由文献可知：a y bx K a AG k a BL==显然：a b y k a CG L = （8）2、吸收塔的操作和调节：在塔结构、填料类型及吸收剂一定情况下，影响y 2、K y a 、m y ∆的因素主要是操作条件。

（1）G=const 时，当L 2y ↑⇒↓若气相阻力控制： a k x 不变，a k y 不变，↑∆m y ，则↓2y ；若液相阻力控制：↑a k x ，↑↑a k y ，↑↓∆?m y ，则↓2y ；若两相阻力联合控制：↑a k x ，↑a k y ，?m y ∆，则↓2y 。

化工原理实验填料吸收塔的操作及其Kya的测定

4.6 计算示例（取第一组数据为例进行计算）：05.04D 4A 2⨯==ππ2=1.963×10-3m 2h m Kmol 66.27A*15.293*4.222415.273G G 20=+=）（ 8.16910963.1186A M L L 3o 0=⨯⨯==- kmol/m 2h 139.0%18.0681%18.068y 1y Y 111=⨯-⨯=-= 0127.0)0611.0139.0(8.16966.27)Y Y (L G x 0x ),x x (L )Y Y (G 0611.0%18.0321%18.032y 1y Y 21122121222=-⨯=-=∴=-=-=⨯-⨯=-= 7.2528.276.232t t t out in =+=+=℃ m=0.5855e 0.0518t =0.5855e 0.0518×25.7=2.217h m /km ol 61.510835.050.0)0611.0139.0(66.27Y H )Y Y (G Y V N a K %04.56139.00611.01Y Y 10835.00611.00127.0217.2139.0ln 0611.0)0127.0217.2139.0(Y m x Y ln Y )m x Y (Y 3m 21m A y 12211211m =⨯-⨯=-===-=-==⨯--⨯-=---=∴ΔΔΔ填η4.7过程运算表结果讨论与分析本次实验，通过改变进口温度t 、空气流量G 、吸收剂流量L 来说明此三变量对吸收的影响，从中得出以下结论：⑴G 不变，t 也不变，增加L ，则出口气体组成y 2下降，吸收速率N A 增加，平均推动力m Y ∆减小，吸收剂出口浓度减小，回收率η增大，K y a 增加，有利于吸收。

⑵L 、t 均不变，G 增加时，y 2增加，m Y ∆增加，x 1增加，K y a 增加，虽然η下降，但是吸收速率N A 增加。

填料吸收塔过程实验

填料塔吸收过程实验一、实验目的：（1）了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。

（2）掌握产生液泛现象的原因和过程。

（3）明确吸收塔填料层压降Δp与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。

（4）掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数K Ya的方法。

（5）熟悉分析尾气浓度的方法。

（6）掌握气液体积转子流量计的使用方法和连接要求。

二、实验内容：⑴测定填料层压降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速；⑵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（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）；三、实验装置:填料吸收塔实验装置流程示意图1-鼓风机 2-空气流量调节阀 3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、 11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出, 经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量, 氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。

其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。

分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。

在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。

四、实验原理1.填料塔流体力学特性压强降决定了塔的动力消耗，是塔设计的重要参数。

填料吸收塔实验

填料塔流体力学特性实验一、实验目的1、了解填料塔的构造、流程及操作2、了解填料塔的流体力学性能。

3、学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。

4、掌握以 Y为推动力的总体积吸收系数K Y a的测定方法。

二、实验内容（一）、填料塔流体力学性能测定1、测量干填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线2、测量某喷淋量下填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线：选择液相流量，在该液相流量下于最小和最大气体流量之间选择不同的值测定塔的压降，得到塔压降与空塔气速的关系，确定出液泛气速。

（二）传质实验：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（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和总体积吸收系数）。

三、实验装置（一）、实验装置流程及示意图空气由鼓风机送入空气转子流量计，空气通过流量计处的温度由温度计测量，空气流量由放空阀调节。

氨气由氨瓶送出，经过氨瓶总阀进入氨气转子流量计，氨流量由流量计调节,氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。

氨气进入空气管道与空气混合后进入吸收塔底部。

水由自来水管经水转子流量计进入塔顶，水的流量由水转子流量计调节。

分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶和量气管。

•在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶内放入5mL已知浓度的硫酸用于吸收尾气中氨。

塔底吸收液可用三角瓶于塔底取样口取样。

填料层压降用U形管压差计测定。

图1 填料吸收塔实验流程示意图（第一套）图2 填料吸收塔实验流程示意图（第二套）1-鼓风机；2-空气流量调节阀；3-空气转子流量计；4-空气温度；5-液封管；6-吸收液取样口；7-填料吸收塔；8-氨瓶阀门；9-氨转子流量计；10-氨流量调节阀；11-水转子流量计；12-水流量调节阀；13-U型管压差计；14-吸收瓶；15-量气管；16-水准瓶；17-氨气瓶；18-氨气温度；20-吸收液温度；21-空气进入流量计处压力。

3.填料吸收塔的操作及其Kya的测定

4. 填料吸收塔的操作及其K ya 的测定4.1原理吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。

不同的组分在不同的吸收剂，不同的吸收温度，不同的液气比，不同的吸收剂进口浓度，吸收速率是不同的。

所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。

4.2吸收塔的操作与分析吸收操作的目标函数：y 2 或 η=影响y 2 有：1.设备因素；2..操作因素。

1.设备因素a. 填料塔的结构典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体，筒体内分层安放一定高度的填料层，填料层底端由搁栅支撑，液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散至整个塔截面的填料上。

液体靠重力自上而下流动，气体靠压差自下而上流动。

填料的表面覆盖着一层液膜，气液传质发生在气液接触面上。

最早的填料拉西(1914)由拉西发明，它是一段外径和高度相等的短管，时隔多年，鲍尔环，阶梯环，弹簧填料，θ环填料……不锈钢金属丝网波纹填料，以及种类繁多的规整填料。

评价填料特性的三个数字： 1) 比表面积 a (m 2/m 3) 越大越好； 2) 空隙率ε 气体阻力尽可能小，ε越大越好；3) 单位堆积体积内的填料数目n 。

图1. 填料塔结构示意图b. 填料的作用(1) 增加气液接触面积应满足：1) 80%以上的填料润湿。

2) 液体为分散相，气体为连续相 (反之为鼓泡塔，失去填料的作用) 。

(2) 增加气液接触面的湍动应满足：1) 保证气液逆流。

2) 要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。

填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。

c. 液体分布器的作用(1)较高的填料层，需分段安装液体再分布器。

图2. 操作线与平衡线的关系(2)克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液体再分布器。

(3)使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。

121y yy2. 操作因素本文所强调对于特定的吸收过程，改变L 、t 、x 2三要素对改善y 2所起的作用是不同的，即回答特定的吸收过程，三要素中哪一个是控制因素。

吸收系数的测定[1]

吸收系数的测定一、实验目的1、了解填料吸收塔的构造，流程及其操作；2、了解吸收剂进口条件（L，x2，t）的变化对操作结果的影响；3、掌握气相总体积吸收系数（K Y a）的测定方法。

二、实验原理：1、吸收塔的操作和调节吸收操作的最终结果是表现在气体出口组成y2或回收率Ф上，因此降低y2（或提高Ф）是操作调节的目标。

气体的进口条件（V，y1）是由前一工序决定的，吸收剂的进口条件（L，x2，t）是可控制和调节的。

（1）、吸收剂用量L的改变这是常用的调节方法，当气体流量V不变，L增加，吸收速率N A增加，溶质吸收量增加，那么Y2减小，吸收率增大。

当液相阻力较小（气膜控制）。

L增大，吸收总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量增加主要是平均推动力增大而引起；当液相阻力较大（液膜控制）L增大，吸收总系数大幅度增大，而平均推动力可能减小，但总的结果是使吸收率增大。

（2）、吸收剂入口温度t温度降低使气体溶解度增大，相平衡常数m减小。

对气膜控制过程，过程阻力1/K y a≈1/k Y a 。

但平均推动力增大，吸收效果变好；而对液膜控制过程，过程阻力1/K Y a≈m/k X a将减小，平均推动力或许会减少，但总的结果是吸收效果变好，Y2减小。

（3）、进口浓度x2x2降低，使塔顶推动力增大，全塔推动力增大，有利于吸收。

这里有两种情况应注意（1）当L/V>m。

气液两相在塔顶，接近平衡时，L增大，即L/V增大并不能使Y2明显降低，这时降低x2是有效的。

（2）当L/V<m，用增大L的方法，对提高回收率，降低（L/V（L/VYYY2X2，X2 X1， X1 X2 X1 X1’(1) （L/V）＞m (2) （L/V）＜m气相总体积吸收系数的测定由吸收速率方程 N A =K Y A △Y m =K Y aV 填料△Y m 得 Yma K Y ∆=填料V N A式中K Y a ——气相总体积吸收系数，kmol/m 3hN A ——吸收速率，kmol/h , 可由N A =V （Y 1-Y 2）求算V ——kmolB/h ，惰性气体流量，可有空气流量计读数经换算求得。