填料塔吸收过程实验
填料吸收塔实验
填料吸收塔实验【实验目的】1. 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
2. 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。
【实验内容】1 •测定填料层压强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。
2•采用水吸收二氧化碳,空气解吸水中二氧化碳,测定填料塔的液侧传质膜系数和总传质系数。
【实验原理】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,不同喷淋量下的填料层的压强降△ P 与气速u 的关系如图6-1-1所示:L 3> L 2 > L 1图6-1-1填料层的△ P 〜u 关系当无液体喷淋即喷淋量 L o =O 时,干填料的△ P 〜u 的关系是直线,如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时,△ P 〜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△ P 〜u 关系分为三个区段:恒持液量区、载液区与液泛区。
2 •传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数,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。
(1)膜系数和总传质系数根据双膜模型的基本假设,气相侧和液相侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为L o =arK Hr△气膜G A = k g A( P A - p Ai)(6-1-7) 液膜 G A 二 k i A(C Ai - C A )式中:G A — A 组分的传质速率,kmoI s J ; 2A —两相接触面积,m ;P A —气侧A 组分的平均分压,Pa ; P Ai —相界面上A 组分的平均分压,Pa ; C A —液侧A 组分的平均浓度,kmol m C Ai —相界面上A 组分的浓度kmol m "k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数,kmol m^ s J Pa图6-1-2双膜模型的浓度分布图图6-1-3填料塔的物料衡算图以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为m s'。
填料塔吸收综合实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除填料塔吸收综合实验报告篇一: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KYa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KYa。
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、?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。
吸收实验报告
一、实验目的1. 了解填料塔的吸收原理和操作方法;2. 学习测定填料塔的吸收系数;3. 分析影响吸收过程的因素。
二、实验原理吸收是气液两相接触过程中,气体中的溶质分子被液相吸收的过程。
在填料塔中,气液两相逆流接触,溶质分子从气相转移到液相。
本实验采用理想气体吸收模型,即气体在液相中的溶解度与气相分压成正比,吸收过程遵循亨利定律。
三、实验仪器与材料1. 填料塔(玻璃或有机玻璃制成,内装填料)2. 气体发生装置(可产生一定浓度的气体)3. 气体流量计4. 温度计5. 液相流量计6. 吸收液(溶剂)7. 计时器8. 计算器四、实验步骤1. 准备实验装置,确保填料塔内填料均匀分布;2. 在气体发生装置中产生一定浓度的气体,通过流量计调节气体流量;3. 在填料塔底部加入吸收液,通过液相流量计调节液相流量;4. 打开气体发生装置,记录气体流量和液相流量;5. 观察气体在填料塔中的流动情况,记录气体进出口的压力、温度等参数;6. 测定一定时间后,收集塔顶出口气体,分析气体中溶质浓度;7. 根据实验数据,计算填料塔的吸收系数。
五、实验结果与分析1. 实验数据记录实验条件:气体浓度C1=0.1mol/L,液相流量Q=1L/min,气体流量Qg=1L/min,填料层高度H=1m。
实验时间:T=10min气体进出口压力:P1=101.3kPa,P2=101.3kPa气体进出口温度:T1=25℃,T2=25℃气体进出口溶质浓度:C1=0.1mol/L,C2=0.05mol/L2. 吸收系数计算根据实验数据,计算吸收系数Kx:Kx = (C1 - C2) / (C1 Qg H) = (0.1 - 0.05) / (0.1 1 1) = 0.5mol/m²·s3. 结果分析本实验中,填料塔的吸收系数Kx为0.5 mol/m²·s。
结果表明,在实验条件下,填料塔具有良好的吸收性能。
吸收系数的大小与气体浓度、液相流量、填料层高度等因素有关。
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。
填料塔吸收过程实验.
填料塔吸收过程实验.实验题⽬:填料塔吸收过程实验 1实验4 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Kya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使⽤⽅法和安装要求,湿式流量计的使⽤⽅法和连接要求。
⼆、实验任务(1)观察在⼀定液体喷淋密度下,当⽓速增⼤到⼀定程度时产⽣的液泛现象,测得液泛⽓速,并根据液泛⽓速确定操作⽓速。
(2)根据实际测得的原始数据,在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔⽓速u的关系曲线。
(3)测定含氨空⽓-⽔系统在⼀定的操作条件下的体积吸收系数Kya。
(4)根据改变⽓相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的⼤⼩,判断此吸收过程是属⽓膜控制还是液膜控制。
(5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。
三、实验装置填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程⽰意图见图1。
本实验装置的主要设备有填料吸收塔1、旋涡泵2、空⽓转⼦流量计3、四个U形管差压计(13、14、15、16)、氨⽓钢瓶4、氨⽓压⼒表5、氨⽓减压阀6、氨⽓稳压罐7、氨⽓转⼦流量计8、⽔转⼦流量计9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。
本实验物系为⽔-空⽓-氨⽓。
由旋涡⽓泵产⽣的空⽓与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨⽓混合后进⼊填料塔底部。
吸收剂⽔从塔顶喷淋⽽下,从塔底经液封装置排出。
⽓液在填料层内接触、传质,经吸收后的尾⽓从塔顶排出。
很少量的⼀⼩部分尾⽓通过三通阀引进洗⽓瓶,洗⽓瓶内装有已知浓度和⼀定体积量的稀硫酸,尾⽓与稀硫酸进⾏中和反应,经吸收后的尾⽓通⼊湿式流量计后放空。
从湿式流量计可以测出此⼩部分尾⽓经过洗⽓瓶的空⽓体积量。
吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定.
实验八吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的⒈了解填料塔吸收装置的基本结构及流程;⒉掌握总体积传质系数的测定方法;⒊测定填料塔的流体力学性能;⒋了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响;⒌了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法;二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。
由于CO2气体无味、无毒、廉价,所以气体吸收实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。
本实验采用水吸收空气中的CO2组分。
一般将配置的原料气中的CO2浓度控制在10%以内,所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。
又CO2在水中的溶解度很小,所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。
因此,本实验主要测定Kxa和HOL。
⒈计算公式:填料层高度h为:h=⎰h0dh=LKXaΩ⎰XbdXX-X*Xa=HOL⋅NOL A=LmV,则:NOL=11-Aln[(1-A)Yb-mXaYb-mXb+A]令:吸收因数HOL=LKxaΩ=hNOLKXa=LHOLΩ式中:h──填料层高度,m;L──液体的摩尔流量,kmol/s;Ω──填料塔的横截面积,m2;Kxa──以△X为推动力的液相总体积传质系数,kmol/(m3〃s);HOL──液相总传质单元高度,m;NOL──液相总传质单元数,无因次;Xa,Xb──CO2在塔顶、塔底液相中的摩尔比浓度,无因次;Ya,Yb──CO2在塔顶、塔底气相中的摩尔比浓度,无因次。
⒉测定方法(a)空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量,并根据实验条件(温度和压力)和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。
(b)测定塔顶和塔底气相组成yb和ya;(c)平衡关系。
本实验的平衡关系可写成: Y=mX 式中:m──相平衡常数,m=E/P;E──亨利系数,E=f(t),Pa,根据液相温度测定值由附录查得;P──总压,Pa。
对清水而言,Xa=0,由全塔物料衡算V(Yb-Ya)=L(Xb-Xa),可得Xb。
填料塔吸收综合实验报告
填料塔吸收综合实验报告填料塔吸收综合实验报告一、引言填料塔吸收是一种常见的物理吸收方法,广泛应用于化工、环保、石油等领域。
本实验旨在通过对填料塔吸收的研究,探究其吸收效果与操作参数之间的关系,为工业生产提供参考依据。
二、实验原理填料塔吸收是利用气体在填料层与液体接触的过程中,通过物理吸收和化学反应的方式将气体中的污染物质吸收到液体中。
填料塔内部填充有多种填料,通过增大接触面积和接触时间,提高吸收效率。
三、实验装置与方法本实验采用了一台小型填料塔吸收装置。
实验过程如下:1. 将装置中的填料塔与冷凝器连接,确保密封性。
2. 在塔底部加入待吸收的气体,调节进气流量。
3. 在塔顶部加入吸收液,调节液体流量。
4. 开启冷凝器,保持恒定温度。
5. 收集下部流出的液体,测量吸收效果。
四、实验结果与分析在实验中,我们分别调节了进气流量、液体流量和冷凝器温度,观察了吸收效果的变化。
1. 进气流量对吸收效果的影响实验中我们分别设置了不同的进气流量,测量了吸收液中污染物的浓度。
结果显示,进气流量越大,吸收效果越好。
这是因为进气流量的增加会增大气体与液体的接触面积,加快了吸收速度。
2. 液体流量对吸收效果的影响同样地,我们改变了液体流量,并观察了吸收效果的变化。
实验结果显示,液体流量的增加会提高吸收效果。
这是因为液体流量的增加会增大液体与气体的接触面积,加快了污染物的吸收速度。
3. 冷凝器温度对吸收效果的影响我们调节了冷凝器的温度,观察了吸收效果的变化。
实验结果显示,冷凝器温度的降低会提高吸收效果。
这是因为冷凝器温度的降低会使气体中的污染物更容易被液体吸收。
五、结论通过本实验的研究,我们得出以下结论:1. 进气流量、液体流量和冷凝器温度对填料塔吸收效果都有影响,进气流量和液体流量越大,吸收效果越好;冷凝器温度越低,吸收效果越好。
2. 填料塔吸收是一种高效的物理吸收方法,适用于各种气体污染物的处理。
六、实验总结本实验通过对填料塔吸收的研究,深入了解了填料塔吸收的原理与工作方式,并验证了进气流量、液体流量和冷凝器温度对吸收效果的影响。
填料塔吸收过程实验.
实验题目:填料塔吸收过程实验 1实验4 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Kya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使用方法和安装要求,湿式流量计的使用方法和连接要求。
二、实验任务(1)观察在一定液体喷淋密度下,当气速增大到一定程度时产生的液泛现象,测得液泛气速,并根据液泛气速确定操作气速。
(2)根据实际测得的原始数据,在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。
(3)测定含氨空气-水系统在一定的操作条件下的体积吸收系数Kya。
(4)根据改变气相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的大小,判断此吸收过程是属气膜控制还是液膜控制。
(5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。
三、实验装置填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程示意图见图1。
本实验装置的主要设备有填料吸收塔1、旋涡泵2、空气转子流量计3、四个U形管差压计(13、14、15、16)、氨气钢瓶4、氨气压力表5、氨气减压阀6、氨气稳压罐7、氨气转子流量计8、水转子流量计9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。
本实验物系为水-空气-氨气。
由旋涡气泵产生的空气与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨气混合后进入填料塔底部。
吸收剂水从塔顶喷淋而下,从塔底经液封装置排出。
气液在填料层内接触、传质,经吸收后的尾气从塔顶排出。
很少量的一小部分尾气通过三通阀引进洗气瓶,洗气瓶内装有已知浓度和一定体积量的稀硫酸,尾气与稀硫酸进行中和反应,经吸收后的尾气通入湿式流量计后放空。
从湿式流量计可以测出此小部分尾气经过洗气瓶的空气体积量。
填料塔吸收实验报告
填料塔吸收实验报告填料塔吸收实验报告一、实验目的本实验旨在探究填料塔吸收过程中的吸收效果,并通过实验数据分析填料塔的吸收性能。
二、实验原理填料塔是一种常用的分离设备,广泛应用于化工、环保等领域。
其基本原理是通过将气体与液体接触,利用两相之间的质量传递来实现气体分离或纯化的目的。
填料塔内填充有各种不同形状的填料,增加接触面积,促进气体与液体的充分混合。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备:填料塔、进气管、出气管、液体供应系统、温度计等。
2. 将填料塔放置在实验台上,连接好进气管和出气管。
3. 打开液体供应系统,调节液体流量,使之能够均匀覆盖填料塔内的填料。
4. 打开进气管,将待吸收气体引入填料塔内。
5. 通过温度计等仪器监测填料塔内的温度和压力变化,并记录实验数据。
6. 根据实验数据进行数据处理和分析,评估填料塔的吸收效果。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据处理,我们得到了填料塔吸收实验的结果。
在填料塔内,气体与液体进行充分接触后,发生了物质的传递和吸收。
根据实验数据,我们可以计算出填料塔的吸收效率和质量传递速率等参数,从而评估填料塔的性能。
填料塔的吸收效率是评价其性能的重要指标之一。
吸收效率可以通过吸收物质的浓度变化来计算。
实验数据显示,在填料塔内,随着时间的增加,吸收物质的浓度逐渐降低,表明填料塔具有较好的吸收效果。
同时,我们还可以通过比较不同填料塔的吸收效率来评估其性能优劣。
质量传递速率是另一个重要的指标,它反映了填料塔中气体和液体之间的传质速度。
根据实验数据,我们可以计算出填料塔的质量传递速率,并与其他填料塔进行比较。
实验结果显示,填料塔的质量传递速率与填料形状、液体流量等因素密切相关。
通过调节这些因素,可以优化填料塔的性能,提高吸收效果。
五、实验总结通过本次填料塔吸收实验,我们深入了解了填料塔的工作原理和性能评估方法。
填料塔作为一种常用的分离设备,在化工、环保等领域具有广泛的应用前景。
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。
化工原理实验—吸收
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、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)掌握吸收总传质系数的测定方法.二、基本原理1.吸收速率方程式吸收传质速率由吸收速率方程式决定: Na = Ky A Δym式中 Ky 为气相总传质系数,mol/m2*h;A 为填料的有效接触面积,m2;Δym 为塔顶、塔底气相平均推动力。
a 为填料的有效比表面积,m2/m3;V 为填料层堆积体积, m3 ;Kya 为气相总容积吸收传质.系数,mol/m3*h。
从上式可看出,吸收过程传质速率主要由两个参数决定:Δym为过程的传质推动力,Kya的倒数1/Kya表征过程的传质阻力。
2.填料吸收塔的操作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,回收率可近似用下式计算:η = (y1 - y2)/y1吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的,一般认为稳定不变。
控制和调节吸收操作结果的操作变量是吸收剂的进口条件:流率 L 、温度 t 和浓度 x2 这三个要素。
由吸收分析可知,改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法,当气体流率 G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率η增加,溶质吸收量增加,出口气体的组成y2随着减小,回收率η增大。
当液相阻力较小时,增加液体的流量,总传质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Δym的增大而引起,即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
但当液相阻力较大时,增加液体的流量,可明显降低传质阻力,总传质系数大幅度增加,而平均推动力却有可能减小(视调节前操作工况的不同而不同),但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程的影响也甚大,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。
对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力随之减小,使吸收效果变好,y2降低,但平均推动力Δym或许会有所减小。
填料塔吸收传质系数的测定实验报告
填料塔吸收传质系数的测定实验报告1. 实验目的和背景大家好,今天我们要聊聊填料塔的吸收传质系数测定。
这听起来有点高大上,但其实就是在说我们如何通过实验来搞清楚填料塔里物质是怎么转移的。
简单来说,就是想知道在这个塔里,气体和液体交换的效率如何。
为了让大家更清楚,我们不妨用个比喻:就像在厨房里,你把一大锅水煮开了,往里面放盐,盐在水里溶解的速度就是我们实验要探讨的“传质系数”。
当你把这锅盐水煮开得再热一点,盐溶解得就会更快;同样的,填料塔里气体和液体的接触也影响了它们的传质效率。
2. 实验装置和材料2.1 填料塔的选择说到实验装置,我们用的是一个高大上的填料塔。
你可以把它想象成一根长长的管子,里面塞满了各种填料,就像一个巨大的“搅拌机”。
这些填料的作用就是增加气体和液体的接触面积,让它们能够更好地“拥抱”在一起。
我们选择的塔很精致,内部填料都是按照标准配置的,保证实验的准确性。
2.2 试剂和操作在试剂方面,我们用的是气体和液体的混合物,比如说氮气和水。
氮气在这里是我们的“主角”,水则是“配角”。
我们设定了不同的操作条件,比如流量、温度这些,确保实验的数据能真实反映传质的情况。
操作的时候,我们小心翼翼,就像对待宝贝一样,确保每一个步骤都尽可能完美。
3. 实验过程3.1 实验步骤好了,进入实际操作了。
首先,我们把填料塔组装好,像拼乐高一样把各种组件搭配在一起。
接下来,我们把液体和气体分别送入塔中。
你可以想象一下,这就像是在塔里开了一场“舞会”,气体和液体在里面跳舞。
为了让这场舞会更有趣,我们调节了不同的流量和温度,这样就能观察到它们的互动效果。
3.2 数据收集和分析接着就是收集数据的部分了。
我们记录下每一组实验的结果,像记笔记一样详细。
这些数据会告诉我们不同条件下气体和液体的传质系数。
然后,我们用这些数据计算出吸收传质系数,看看它在不同条件下的表现如何。
分析数据的时候,我们得像破案一样,仔细找出规律,看看哪种条件下传质效果最好。
填料吸收塔实验报告结果与讨论
填料吸收塔实验报告结果与讨论一、实验目的本次实验旨在通过填料吸收塔对水溶液中二氧化碳的吸收进行实验研究,探究不同操作条件下填料吸收塔的吸收效果,并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验原理填料吸收塔是一种用于气体-液体传质的设备,其主要原理是通过将气体与液体接触,使气体中的成分被溶解到液体中。
在本次实验中,我们使用了水溶液作为液相,二氧化碳作为气相,通过调整操作条件和填料种类等因素来探究其对二氧化碳的吸收效果。
三、实验步骤1. 准备工作:清洗填料、称量试剂、准备水溶液等。
2. 将水溶液倒入填料吸收塔内,并加热至所需温度。
3. 将二氧化碳通入填料吸收塔内,并调节流量和压力。
4. 记录进出口流量计读数、温度计读数和压力计读数。
5. 持续测量并记录数据直至达到平衡状态。
6. 更换不同种类或大小的填料,重复以上步骤。
四、实验结果1. 不同温度下填料吸收塔的吸收效果温度(℃) | 进口二氧化碳流量(L/h) | 出口二氧化碳流量(L/h) | 吸收效率(%)---|---|---|---25 | 5 | 2.5 | 5035 | 5 | 3.2 | 6445 | 5 | 4.0 | 80由表可知,随着温度升高,填料吸收塔对二氧化碳的吸收效率逐渐提高。
2. 不同填料种类下填料吸收塔的吸收效果填料种类 | 进口二氧化碳流量(L/h) | 出口二氧化碳流量(L/h) | 吸收效率(%)---|---|---|---A型填料 | 5 | 3.8 | 76B型填料 | 5 | 4.0 | 80C型填料 | 5 | 3.6 |72由表可知,不同种类的填料对二氧化碳的吸收效果有一定影响,其中B型填料的吸收效率最高。
五、讨论与分析1. 温度对填料吸收塔的影响在常温下,水溶液对二氧化碳的吸收效率较低,随着温度升高,溶解度逐渐提高,因此填料吸收塔对二氧化碳的吸收效率也随之提高。
但是当温度过高时,水溶液中的二氧化碳会发生反应,产生其他物质,影响吸收效果。
填料吸收塔实验
实验7 填料吸收塔实验一、实验目的⒈了解填料吸收塔的结构并练习操作。
⒉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、实验原理吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数,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。
本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。
⑴N OG、H OG、K Ya、φA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;H OG—气相总传质单元高度,m;N OG—气相总传质单元数,无因次;Y1、Y2—进、出口气体中溶质组分的摩尔比,;D Y m—所测填料层两端面上气相推动力的平均值;D Y2、D Y1—分别为填料层上、下两端面上气相推动力;D Y1= Y1- mX 1; D Y2= Y2- mX 2X2、X1—进、出口液体中溶质组分的摩尔比,;m—相平衡常数,无因次;K Y a—气相总体积吸收系数,kmol /(m3 ·h);V—空气的摩尔流率,kmol(B)/ h;Ω—填料塔截面积,m2;。
—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(7-6)最小喷淋密度经验值为0.2 m3/(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—气体温度表;13—液体温度表;14—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—U型管压差计;21—吸收瓶;22—进水阀图7-1 填料吸收塔实验装置流程图⒈实验主要设备与仪器填料塔:塔体为Ф100×5mm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。
填料塔吸收实验报告.doc
填料塔吸收实验报告.doc
填料塔是石化、化肥、医药等行业中非常重要的流体吸取设备,它主要用来吸取低浓度气体或混合气体中的含气量。
填料塔的吸收性能是反应其内处理能力的最直观表征,因此,为了评价其吸收能力,我们进行了相应的试验研究。
实验设备由蒸发器、吸收器、搅拌器、扩散器、微液管还有可调压力表等组成,实验所用介质为CO2-CH4共沉液,实验中所采用的催化剂量为326 kg/m3。
首先,在样品气体以和0.21MPa入口压力、搅拌速度为162 rpm和温度为298.4 K的条件下进行实验,经控制参数后,搅拌速度和温度均保持不变,催化剂层的厚度也不变,将CO2-CH4共沉取1小时,用于分析混合气体测量。
再将其再搅拌3小时,也就是经过4小时的实验,得到的混合气体测量结果如下:入口CO2含量为6.90%,出口CO2含量为0.182%,可以看出CO2单位吸收量大约为680g/m3.
经比较,实验搅拌器中吸收CO2主要存在两个作用——一是热和物相扩散,二是热力学不平衡,这两种力学原理是填料塔吸收实验最主要的影响因素。
填料塔吸收实验中CO2的差压吸收量并不大,但大多数现代填料塔吸收器在充分利用这两个力学原理的情况下,可以提高吸收量,发挥其最大的效果。
最后,通过这次实验,得到的结论是:填料塔的吸收性能受温度、搅拌速度和催化剂层厚度等因素的影响很大,同时,在充分利用热和物相扩散以及热力学原理的情况下,还可以提高吸收量。
因此,在实际应用中,应该根据不同的操作情况选择合适的参数,以获取最佳的吸收性能。
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔实验报告填料吸收塔实验报告一、引言填料吸收塔是一种常见的化工设备,广泛应用于化工、环保等领域。
本实验旨在通过对填料吸收塔的性能测试,探究其在气体吸收过程中的效果和影响因素。
二、实验目的1. 测试不同填料对气体吸收效果的影响;2. 探究液体流量对吸收效率的影响;3. 研究气体流量对吸收效率的影响。
三、实验装置和方法1. 实验装置:本实验采用自行设计的填料吸收塔实验装置,包括填料吸收塔、气体供应系统、液体供应系统、测量仪器等。
2. 实验方法:首先,将所需填料填充至吸收塔中,并确保填料均匀分布。
然后,调节气体和液体流量,记录吸收塔进出口气体和液体的温度、压力等参数。
最后,根据实验数据计算吸收效率。
四、实验结果与分析1. 填料对气体吸收效果的影响:通过实验我们选取了三种不同填料进行测试,分别是A、B、C。
实验结果表明,填料A的吸收效果最好,其次是填料B,填料C效果最差。
这是因为填料A具有更大的表面积和更好的润湿性,有利于气体与液体的接触和传质。
2. 液体流量对吸收效率的影响:我们分别设置了不同的液体流量进行实验,结果显示,随着液体流量的增加,吸收效率逐渐提高。
这是因为液体流量的增加可以增加液体与气体的接触面积,加快传质速率。
3. 气体流量对吸收效率的影响:在实验中,我们改变了气体流量进行测试。
实验结果显示,随着气体流量的增加,吸收效率呈现出先增加后减小的趋势。
这是因为气体流量的增加可以增加气体与液体的接触面积,但过高的气体流量会导致液体无法完全覆盖填料表面,从而降低吸收效率。
五、实验结论通过本次实验,我们得出以下结论:1. 填料的选择对填料吸收塔的吸收效果有重要影响,表面积大、润湿性好的填料具有更好的吸收效果。
2. 液体流量的增加可以提高填料吸收塔的吸收效率。
3. 气体流量的增加在一定范围内可以提高吸收效率,但过高的气体流量会降低吸收效率。
六、实验改进与展望本次实验还存在一些不足之处,可以进行以下改进:1. 增加更多种类的填料进行测试,以获取更全面的数据;2. 进一步研究其他因素对填料吸收塔性能的影响,如温度、压力等;3. 对填料吸收塔进行优化设计,提高其吸收效率和节能性能。
填料塔吸收过程实验
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与空塔气速u在双对数坐标的关系曲线及其意义,了解3、明确吸收塔填料层压降p实际操作气速与泛点气速之间的关系K的方法4、掌握测定含氮空气-水系统的体积吸收系数Ya5、熟悉分析尾气浓度的方法6、掌握气液体积转子流量计使用方法和安装要求,湿度流量计的使用方法和连接要求二、实验原理:气相体积吸收系数KY a 是反映填料吸收塔性能的主要参数之一,其值也是设计填料塔的重要数据,对相平衡关系遵循亨利定律的物系,气液平衡关系式为:y* = mx由吸收速率方程式可得:KY a = GA/?Ω * h *ΔYm) (1)式中: GA-单位时间内溶质(NH3) 的吸收量 [Kmol/h];Ω-塔截面积 [m^2];h-填料层的高度[m];a-单位体积填料层所提供的有效接触面积[m^2/m^3];KY a-气相体积吸收系数 [Kmol/m^3*h];ΔYm-吸收推动力,气相对数平均浓度差。
通过实验,求得 GA及ΔYm 后,就可以求出 KY a 。
1、亨利定律对稀溶液而言,气相溶质的分压对液相组成之间有简单的线性关系,常统称这种线性关系为亨利定律。
亨利定律的几种表达形式:1.1、液相组成以 CA表示:CA* = HpA (1 )式中:H 为溶解度系数 [Kmol/(m^3*Kpa]。
1.2、液相组成以摩尔分率表示:将(1)式改写,可得:P A* = (C/H)(CA/C) = ExA( 2 )式中:燙为液相的总摩尔浓度 [Kmol/m^3]; E 为亨利系数,具有压力的因次。
1.3、溶质在气相和液相中的组成皆以摩尔分率表示将式(2)两边分别用总压 P除之,得;P A*/P = ( E / P )xA或写成yA=mxA式中:爉为相平衡常数,为无因次量。
亨利定律使用于难溶、较难溶的气体;对于易溶、较易溶的气体,只能用于液相浓度甚低的情况。
填料塔吸收实验_2
实验填料塔吸收实验一、实验目的1. 了解吸收过程的流程、设备结构,并掌握吸收操作方法。
2. 在不同空塔气速下,观察填料塔中流体力学状态。
测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。
3. 掌握总传质系数的测定方法,测定在一定喷淋量下水吸收氨的体积传质系数T。
4.通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。
二、实验原理1. 填料塔的流体力学特性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,由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。
填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数,它包括压强降和液泛规律。
测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围,选择适宜的气液负荷,因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。
气体通过干填料(L=0)时,其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线,如图中AB线,其斜率为1.8~2。
当有液体喷淋时,在低气速时,压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行,但压降大于同一气速下干填料的压降,如图中CD段。
随气速的进一步增加出现载点(图中D点),填料层持液量开始增大,压强降与空塔气速的关联线向上弯曲,斜率变大,如图中DE 段。
当气速增大到E点,填料层持液量越积越多,气体的压强几乎是垂直上升,气体以泡状通过液体,出现液泛现象,此点E称为泛点。
2.传质实验总体积传质指数Kya是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。
它是反应填料吸收塔性能的主要参数,是设计填料高度的重要数据。
本实验是水吸收空气——氨混合气体中的氨。
混合气体中氨的浓度很低。
吸收所得的溶液浓度也不高,气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律(即平衡在X—Y坐标系位置线)。
故可用对树皮平均浓度差法计算填料层传质平均推动力,相应的传质速率方程式为:GA =KYa·VP·ΔYm所以 KY a=GA/VPΔYm其中ΔYm =[(Y1-Ye1)-(Y2-Ye2)]/[ln(Y1-Ye1)/ (Y2-Ye2)]式中GA—单位时间内氨的吸收量[Kmol/h]Kya—总体积传质系数[Kmol/m3h]Vp—填料层体积[m3]ΔYm—气相对数平均浓度差。
吸收实验的实验报告
1. 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程;2. 掌握总体积传质系数的测定方法;3. 探讨填料对气体吸收效果的影响;4. 分析吸收过程中气液两相流动状况及传质速率。
二、实验原理吸收实验是研究气液两相接触过程中,溶质从气相转移到液相的传质过程。
实验采用填料塔作为吸收装置,通过改变气液流量、温度等条件,研究填料对气体吸收效果的影响。
实验原理如下:1. 传质速率方程:在低浓度、难溶等条件下,吸收速率方程可表示为:Ga = Kxa V (Xm - X2)其中,Ga为填料塔的吸收量(kmol CO2),Kxa为体积传质系数(kmolCO2/m3·hr),V为填料层的体积(m3),Xm为填料塔的平均推动力,X2为气相出口处的溶质摩尔分率。
2. 总体积传质系数的测定:通过改变气液流量、温度等条件,测定填料塔的吸收量,从而计算出总体积传质系数。
三、实验器材1. 填料塔2. 气体发生器3. 气体流量计4. 液体流量计5. 温度计6. 计时器7. 计算器1. 装置准备:将填料塔、气体发生器、气体流量计、液体流量计等实验器材连接好,确保气液两相在填料塔内逆流接触。
2. 实验开始:开启气体发生器,调整气体流量,使气体以一定流速通过填料塔。
同时,调整液体流量,使液体以一定流速进入填料塔。
3. 测量数据:在实验过程中,记录气体流量、液体流量、气体进出口温度等数据。
4. 计算结果:根据实验数据,计算填料塔的吸收量,进而计算出总体积传质系数。
5. 改变实验条件:改变气体流量、液体流量、温度等条件,重复实验步骤,观察填料对气体吸收效果的影响。
五、实验结果与分析1. 不同气体流量对吸收效果的影响:实验结果表明,随着气体流量的增加,填料塔的吸收量逐渐降低。
这是因为气体流量增加,气液两相接触时间减少,传质效果变差。
2. 不同液体流量对吸收效果的影响:实验结果表明,随着液体流量的增加,填料塔的吸收量逐渐增加。
这是因为液体流量增加,液相在填料塔内的停留时间增加,有利于溶质在液相中的扩散。
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实验4 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Kya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使用方法和安装要求,湿式流量计的使用方法和连接要求。
二、实验任务(1)观察在一定液体喷淋密度下,当气速增大到一定程度时产生的液泛现象,测得液泛气速,并根据液泛气速确定操作气速。
(2)根据实际测得的原始数据,在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。
(3)测定含氨空气-水系统在一定的操作条件下的体积吸收系数Kya。
(4)根据改变气相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的大小,判断此吸收过程是属气膜控制还是液膜控制。
(5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。
三、实验装置填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程示意图见图1。
本实验装置的主要设备有填料吸收塔1、旋涡泵2、空气转子流量计3、四个U形管差压计(13、14、15、16)、氨气钢瓶4、氨气压力表5、氨气减压阀6、氨气稳压罐7、氨气转子流量计8、水转子流量计9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。
本实验物系为水-空气-氨气。
由旋涡气泵产生的空气与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨气混合后进入填料塔底部。
吸收剂水从塔顶喷淋而下,从塔底经液封装置排出。
气液在填料层内接触、传质,经吸收后的尾气从塔顶排出。
很少量的一小部分尾气通过三通阀引进洗气瓶,洗气瓶内装有已知浓度和一定体积量的稀硫酸,尾气与稀硫酸进行中和反应,经吸收后的尾气通入湿式流量计后放空。
从湿式流量计可以测出此小部分尾气经过洗气瓶的空气体积量。
四、实验原理和方法与空塔气速u的关系1.填料塔压力降p填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。
气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。
填料层的压力降p ∆与空塔气速u 的关系如图2所示。
当无液体喷淋(L=0)时, p ∆~u 关系在双对数坐标中为一斜率在1.8~2.0之间的直线,如图2中AB 线。
当液体喷淋密度达到一定值(如1L L =)后,液体以液膜状流经填料表面, p ∆~u 关系如图2中A 1B 1C 1D 1线所示,由两个转折点B 1、C 1分为三个区段。
其中第一区段A 1B 1为恒持液区,在此区段中空塔气速较低,气体流速对填料表面上覆盖的液膜厚度无明显影响,填料层内的持液量与空塔气速无关,仅随喷淋量的增加而增大。
此区段的p ∆~u 关系线与AB 线平行,由于持液使填料层空隙率减小,故压降高于相同空塔气速下的干塔压降。
当空塔气速增大至一定程度时,气体对液体的流动产生明显的牵制作用,随空塔气速增大,液膜增厚,出现填料层持液量增加的所谓"拦液状态"(或称截液现象),此时的状态点称为载点或拦液点,即图2中的B 1点。
空塔气速大于载点气速后,填料层内的持液量随空塔气速增加而增大,在空塔气速增大与空隙率下降的双重作用下, p ∆~u 关系线呈向上弯曲的形状,即图中的第二区段B 1C 1。
当气体速度继续增大,达到点C 1相当的值时,上升气流对液体所产生的曳力使得液体向下流动严重受阻,积聚的液体充满填料层空隙,气体只能以鼓泡的形式上升,致使填料层压降急剧上升,p ∆~u 关系线变得非常陡峭,如图2中C 1D 1区段。
此现象称为液泛,C 1点称为泛点。
填料塔在液泛状态(C 1D 1区段)下操作,气液相间的接触面积最大,传质效率最高,但操作最不稳定,因此实际操作气速应控制在既接近于液泛,但又不发生液泛时的气速。
一般操作气速取液泛气速的60%~80%。
2.填料层压降和空塔气速的测定 填料层压降定义为Rg p ρ=∆ (4-1)式中 p ∆——填料塔顶、底的压降,Pa ;R 一一直接与塔顶、底相连的U 形管压差计读数,m ; ρ 一一指示剂的密度,kg/m 3。
塔内气体流速用空塔气速u 表示,其定义为气体体积流量与塔截面之比。
即Ω=Qu (4-2) 式中 u ——空塔气速,m/s ;Q 一一塔内气体体积流量,m 3/s ; Ω一一塔截面积,m 2。
流量计的标定条件为t=293.15K ,0p =101325Pa ,气体转子流量计的标定介质为空气,液体转子流量计的标定介质为水。
实验测量气体、液体体积时操作条件与标定条件不同,所以必须经过校正。
当被测介质是气体,则其体积流量校正式为:ρρρρ00000NS NQ PT T P Q Q == (4-3) 式中 Q 一一实际气体体积流量,m 3/h ;N Q 一一操作条件下转子流量计中读得的气体流量, m 3/h ;0ρ一一标定条件下空气的密度,kg/m 3;0S ρ一一被测气体在标定条件下的密度,kg/m 3; ρ一一指实际测量条件下被测气体的密度,kg/m 3; 0P 一一标定条件的绝对压力,101325Pa ; 0T 一一标定条件的绝对温度,293.15K ;P 一一实际操作条件下被测气体的绝对压强,Pa ;T 一一实际操作条件下被测气体的绝对温度,K 。
当被测介质是液体,则其体积流量校正式为:)()(00ρρρρρρ--=f f NQ Q (4-4)式中 Q 一一实际液体体积流量, m 3/h ;N Q 一一操作条件下转子流量计中读得的液体流量, m 3/h ; f ρ一一转子的密度,kg/m 3;ρ一一指实际测量条件下被测液体的密度,kg/m 3; 0ρ一一标定条件下水的密度,kg/m 3。
根据实测的p ∆与求得的空塔气速u 值,可在双对数坐标中作出关系曲线,即在图2中可以得到液泛气速,也就确定了实际气速操作的范围。
3.体积吸收系数的测定(1)相平衡常数由空气和氨气混合后进入塔底,液相清水由塔顶喷淋而下,系统总压P 一般取塔内的平均压力,根据塔顶压力和塔顶、底压差可以得出塔内平均压力。
顶底p p p +=∆ (4-5)2底顶p p p +==2pp ∆+底 (4-6) 亨利系数的计算式子为:T E /1922468.11lg -= (4-7)式中 E 一一亨利系数,Pa ;T 一一塔内液相平均温度,K 。
实验中因塔底液相温度与塔内平均温度非常接近,所以T 取塔底液相温度。
进塔混合气中溶质的摩尔组成小于10%,属于低浓度气体吸收。
在双膜理论的基础上,操作范围之内,塔内任一截面处的气液两相成平衡关系,气液相平衡关系为mx y =*,此式中m 为相平衡常数,且PEm =。
(2)总体积传质吸收系数对于低浓气体吸收,传质系数可视为常数。
对于塔内填料的类型与尺寸一定,单位体积填料的有效气液接触面积,主要取决于流体流动情况。
因气、液流率几乎不变,全塔的流动状况相同,故传质系数在全塔可视为常数。
总体积吸收系数反映了填料吸收传质性能的主要参数之一,也是设计填料塔的重要基础数据。
对低浓气体吸收,可近似取:y y yY ≈+=1 (4-8a ) x xx X ≈+=1 (4-8b )(3)吸收塔内NH 3为被水吸收的量A G对整个吸收塔进行物料衡算:)()(2121X X L Y Y V G A -=-= (4-9)式中 V 一一空气的摩尔流量,kmol/h ;L 一一吸收剂水的摩尔流量, kmol/h ;1Y 、2Y 一一进、出塔气体组成的比摩尔分数,kmolNH 3/ kmolAIR ; 1X 、2X 一一出、进塔液相组成的比摩尔分数, kmolNH 3/ kmolAIR 。
(4)进塔气体浓度1Y 的确定AirNH n n Y 31=(4-10)式中 3NH n ——进塔混合气体中氨气的物质的量,kmol ;Air n ——进塔混合气体中空气的物质的量,kmol 。
(5)出塔气体(尾气)组成2Y 的确定因为出塔气体(尾气)还含有很少量的氨,是弱碱性的,所以可以通人浓度已标定,体积数一定的酸中进行中和反应,测出尾气中氨气的浓度。
具体测定是,取Va(ml)浓度为Ma(mol/L)的硫酸置于吸收瓶中,加2~3滴指示剂(例溴百里酚兰),少量的尾气通人洗气瓶内,硫酸吸收后再经湿式流量计放空,尾气一直通到中和反应的终点(即指示剂由黄棕色变至黄绿色)马上停止通气。
按式(4-11)计算出2Y 。
00321023RT V P V M n n Y a a AirNH -⨯==(4-11)式中 2Y 一一出塔气体的比摩尔浓度,kmolNH 3/kmolAIR ;a M ——硫酸的摩尔浓度,mol/L ; a V ——所用硫酸的体积,ml ;0P 、0V 、0T 一一尾气经洗气瓶吸收后,通过湿式流量计空气的压力(Pa)、体积(L)、温度(K);R 一一气体常数。
(6)出塔液相组成1X 的确定因进塔液相是清水,X 2=0,由式(4-9)可知:LY Y V X )(211-=(4-12) 也可以用酸碱中和滴点法测得(方法略)。
(7)总传质推动力的确定*Y Y Y -=∆)]/()ln[()()()/ln(221112212121mX Y mX Y mX Y mX Y Y Y Y Y Y m -----=∆∆∆-∆=∆ (4-13)(8)总体积传质吸收系数kya 的计算 溶质被吸收的量A G 由物料衡算可求得,又m Ya A Y h K G ∆Ω=所以 mAYa Y h G K ∆Ω=(4-14)式中 Ya K ——总体积传质吸收系数,kmol/m 3﹒hA G ——溶质被吸收的量,kmol/h ; Ω一一吸收塔的截面积,m 2; h 一一填料层高度,m 。
五、仿真实验操作步骤在仿真实验主界面中选择"吸收实验",点击进入吸收过程实验界面,输入学号,回车,点击"仿真操作",进入实验操作界面。
1.ΔP~u 曲线的测定首先点击"开始实验"按钮,双击吸收剂调节阔,得一阀门开度放大图,点"+"、"一"符号,可增减阀门的开度,先增大水的流量,润湿塔内填料,随后调节水流量到一定值,例如取30L/h ,然后点击风机开关的绿色按钮,启动旋涡气泵,双击空气流量调节阀,慢慢增大风量,同时注意观察塔内气液流动形态,直至填料层中产生乳化现象,即表明已发生液泛。
记下液泛时的最大空气量(例15m 3/h),再根据最大空气量规划各个实验状态点的风量值。
为了使实验点在坐标轴上分布均匀,风量应按等比数列安排,比值取1/4。
实验时风量应从小到大逐级调节,每改变一次风量,需待系统稳定后再点击"读取数据"按钮,以记录该实验状态点的实验数据。