化工原理实验—超全思考题答案

实验6 填料吸收塔流体力学特性实验

⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？

答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。当填料层上有液体喷淋时，

填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。

⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？

答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。 ⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？

答：填料塔操作时。气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙，液体则沿填料表面

流下，形成相际接触界面并进行传质。

⑷ 填料的作用是什么？

答：填料的作用是给通过的气液两相提供足够大的接触面积，保证两相充分接触。 ⑸ 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？

答：改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力m y ∆的增大引起，此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时，增加液体的流量，传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增加。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y =

1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ∆或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k m a K y y =

1不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好 ⑹ 从实验数据分析水吸收氨气是气膜控制还是液膜控制、还是兼而有之？ 答：水吸收氨气是气膜控制。

⑺ 填料吸收塔塔底为什么要有液封装置？

答：液封的目的是保证塔内的操作压强。

⑻ 在实验过程中，什么情况下认为是积液现象，能观察到何现象？

答：当气相流量增大，使下降液体在塔内累积，液面高度持续上升，称之为积液。

⑼ 取样分析塔底吸收液浓度时，应该注意的事项是什么？

答：取样时，注意瓶口要密封，避免由于氨的挥发带来的误差。

⑽ 为什么在进行数据处理时，要校正流量计的读数（氨和空气转子流量计）？ 答：流量计的刻度是以20℃，1atm 的空气为标准来标定。只要介质不是20℃，

1atm 的空气，都需要校正流量。

⑾ 如果改变吸收剂的入口温度，操作线和平衡线将如何变化？

答：平衡常数m 增大，平衡线的斜率增大，向上移动；操作线不变。 ⑿ 实验过程中，是如何测定塔顶废气中氨的浓度？

答：利用吸收瓶。在吸收瓶中装入一定量低浓度的硫酸，尾气通过吸收瓶时，其

中的氨气和硫酸发生中和反应，收集反应所需的尾气量即可。

⒀ 在实验的过程中，是否可以随时滴定分析塔底吸收液的浓度？为什么？ 答：可以。在操作温度和压力一定的条件下，到达平衡时，吸收液浓度和操作时间无关。

⒁ 如果从同一个取样瓶中，取样分析三组平行样，误差很大，试分析原因？ 答：原因在于取样瓶取样后，没有及时密封，瓶内的氨气由于挥发而降低了浓度。

⒂ 控制和调节吸收效果由哪些主要因素，试作简单分析？

答:吸收塔的气体进口条件是唯一确定的，控制和调节吸收操作结果的是吸收剂

的进口条件：流率L 、温度2t 、浓度2x 。改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率A N 增加，溶质吸收量增加，则出口气体的组成2y 减小，回收率增大。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力a k m a K y y =

1将随之减小，结果使吸收效果变好，2y 降低，而平均推动力m y ∆或许会减小。对于气膜控制的过程，降低操作温度，过程阻力a k a K y y 11=

不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收级温度的降低，改变了平衡常数，对过程阻力和过程推动力都产生影响。吸收剂进口浓度2x 是控制和调节吸收效果的又一主要因素。吸收剂进口浓度2x 降低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的增加。

⒃ 试说明精馏和吸收的相同点和不同点？

答：不同点：精馏利用组分挥发度的不同进行分离，操作时塔内必须有回流；吸

收是利用组分溶解度的不同进行分离。相同点：都属于相际传质。 ⒄ 若操作过程中，氨气的进口浓度增大，而流量不变，尾气含量和吸收液浓度如何改变？

答：尾气中氨的含量增加，吸收液中氨的含量增加。

⒅ 吸收瓶中的尾气循环量以多少为宜？

答：尾气通过吸收瓶的量以瓶内硫酸刚好循环为最佳。

⒆ 如何确定液泛点气速？

答：在一定量的喷淋液体之下，当气速低于载点时，液体沿填料表面流动很少受逆向气流的牵制，持液量（单位体积填料所持有的液体体积）基本不变。当气速达载点时，液体向下流动受逆向气流的牵制开始明显气来，持液量随气速增加

而增加，气流通道截面随之减少。所以，自载点开始，压降随空塔气速有较大增加，压降—气速曲线的斜率加大。当气速继续增加，气流通过填料层的压降迅速上升，并且压降有强烈波动，表示塔内已经发生液泛，这些点称为液泛点。

⒇实际操作选择气相流量的依据是什么？

答：通过实验测定塔内液泛点所需的最大流量，实际操作时气体的流量选择在接近液泛点。在此点，气体速度增加，液膜湍动促进传质，两相交互作用剧烈，传质效果最佳。