化工原理实验——填料吸收实验

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化工原理实验报告-填料塔吸收实验

填料吸收塔吸收操作及体积吸收系数的测定课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：成绩：__________________实验名称：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1.了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作。

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。

4.测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K Yα。

二、实验装置1.本实验装置的流程示意图见图5-1。

主体设备是内径70毫米的吸收塔，塔内装10×9×1陶瓷拉西环填料。

2.物系是（水—空气—氨气）。

惰性气体空气由漩涡气泵提供，氨气由液氨钢瓶供应，吸收剂水采用自来水，它们分别通过转子流量计测量。

水葱塔顶喷淋至填料层与自下而上的含氨空气进行吸收过程，溶液由塔底经液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。

1—填料吸收塔2—旋涡气泵3—空气转子流量计4—液氨钢瓶5—氨气压力表6—氨气减压阀7—氨气稳压罐8—氨气转子流量计9—水转子流量计10—洗气瓶11—湿式流量计12—三通旋塞13、14、15、16—U型差压计17、18、19—温度计20—液位计图5-1填料塔吸收操作及体积吸收系数测定实验装置流程示意图三、基本原理（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。

化工原理实验实验报告

篇一：化工原理实验报告吸收实验姓名专业月实验内容吸收实验指导教师一、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kya.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uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标，在z?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。

当液体喷淋量l0=0时，可知为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为l1时，?p~uo为一折线，若喷淋量越大，z?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动，图中l2＞l1。

每条折线分为三个区段，液区，?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。

值为中间时叫截液区，~uo曲zzz?p值较大时叫液泛区，z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点a。

姓名专业月实验内容指导教师?p~uo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z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。

图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z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，吸收姓名专业月实验内容指导教师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： na?kya???h??ym（1）式中：na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]；?——塔的截面积[m2]h——填料层高度[m]?ym——气相对数平均推动力kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h]被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）：na?v(y1?y2)?l(x1?x2) （2）式中：v——空气的流量[kmol空气/h]l——吸收剂（水）的流量[kmolh20/h]y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气]y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气]x1，x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20]由式（1）和式（2）联解得：kya?v(y1?y2)（3） ??h??ym为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。

化工原理实验报告吸收实验

姓名院专业班年月日实验内容指导教师一、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Z P ∆~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，Z P ∆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，吸收实验姓名院专业班年月日实验内容指导教师 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。

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，吸收姓名院专业班年月日实验内容指导教师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[kmolNH 3/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K Y a ——气相体积吸收系数[kmolNH 3/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[kmolH 20/h]Y 1——塔底气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]Y 2——塔顶气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]X 1，X 2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH 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K Y a 必须先求出Y 1、Y 2和∆Y m 之值。

化工原理吸收实验

流体力学性能包括：气体压降、液泛气速、持液量及液/气两相流体分布等。实验时用空气和水进行。不通氨气
1、填料层的持液量在一定操作条件下，单位体积填料层内在填料表面和填料空隙中所存在的液体量(m3液体/m3填料)：
Ht=Hs+HO
静持液量Hs：当塔停止气、液两相供料，经适当时间排液，直至无液滴时积存于填料层中液体量；与气液相流量无关，与填料与液体的特性有关。动持液量HO：当填料塔停止气、液两相进料的瞬间起流出的液体量，与填料、液体特性及气、液负荷有关。
Y2 X1
2、吸收系数的计算
总体积吸收系数KY a 计算公式：
Z V Y1 Y2 KY a Ym
KY a
V (Y1 Y2 ) ZYm
GA VP Ym
GA V (Y1 Y2 ) L(X1 X2 )
• Y2：尾气中的氨气与尾气中的空气量之比（？）。用1ml的稀硫酸（实验室给出）来吸收尾气，用甲基红为指示剂，测得指示液变色时的累积体积流量。
路调节； • 测量尾气浓度时瞬时流量不大于0.01m3/h。
2、气体通过填料层的压强降 • 压强降的大小决定了填料塔的动力消耗，是设计过程的重要参数。 • 从塔顶向下流动的液膜与填料表面的摩擦和与上升气体间的摩擦构成了液膜流动阻力。引起填料层的压降。 • 液膜厚度直接影响气体通过填料层的Δp、液泛速度u（空塔速度）及塔内液体的持液量等流体力学性能。 • 液(气)流量↑ →液膜厚度↑
吸收实验
一、任务（1）填料塔流体力学性能（2）测定总体积吸收系数KYa （3）综合全班的实验结果，分析操作条件对KYa
的影响
二、实验流程用纯水吸收氨气和空气混合气体中的氨。装置：共5套；1套为金属环；其余4套为拉西环；

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。

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。

化工原理实验报告_吸收

填料塔流体力学特性与吸收系数的测定一、实验目的：1．观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象2．测定干、湿填料层压降，在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。

3．了解填料吸收塔的流程及构造。

4．测定在一定条件下，用水吸收空气中氨的吸收系数。

二、实验原理：填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。

吸收塔的压降与动力消耗密切相关，而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。

气体通过填料塔时，由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。

无液体喷淋时，气体的压力降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线，称为干填料压降曲线。

当塔内有液体喷淋时，气体通过填料塔的压力降，不仅与气体流速有关，而且与液体的喷淋密度有关。

在一定的喷淋密度下，随着气速增大，依次出现载点和泛点，相应地∆P/Z ~U 曲线的斜率也依次增大，成为湿填料压降曲线。

因为液体减小了空隙率，所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。

吸收系数是吸收设备的主要性能参数，影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。

本吸收实验以水为吸收剂，吸收空气－氨气体系中的氨。

因为氨气为易溶气体，所以此吸收操作属气膜控制。

吸收系数随着气速的增大而增大，但气速增大至某一数值时，会出现液泛现象，此时塔的正常操作将被破坏。

本实验所用的混合气中，氨气浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高。

气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律mX Y =*吸收过程的传质速率方程为：m Y A Y V a K N ∆⋅=填吸收过程的物料衡算式为：()21Y Y V N A -= 式中：A N ——氨的吸收量，kmol/sV ——空气流量，kmol/s1Y ——塔底气相浓度，kmolNH 3/kmolair 2Y ——塔顶气相浓度，kmolNH 3/kmolaira K Y ——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数，s kmol/m 3⋅本实验所用装置与流程如图1所示，清水的流量由转子流量计显示。

化工原理实验——填料吸收实验

六、数据处理1 、干填料塔流体力学性能测定（干填料时）由U 形管压差计读得ΔP ，计算单位填料层高度上的压降ΔP/Z ，塔中空气流速(空塔气速)为2)4(3600D V u nπ=因为空气流量计处温度不是20℃，需要对读数进行校正，空气实际体积流量V n 为：第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n (m 3/h)第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 (m 3/h)在对数坐标纸上以ｕ为横坐标，ΔP/Z 为纵标坐图，标绘ΔP/Z ~ ｕ关系曲线。

2、湿填料塔流体力学性能测定在一定的液体喷林密度下进行试验,测定液体在塔截面上的喷林密度,其他试验测定数据和数据处理的方法及要求与干填料塔流体力学性能测定时相同。

喷淋密度U=][]/[23m h m 塔截面积流体流量 3、传质实验（1）空气实际流量第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n （m 3/h ）第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 （m 3/h ）（2）氨气实际流量为：实氨气空气读t 27320273++⨯=ρρV V n （m 3/h ） a) 塔底气相浓度 Y 1 =氨气流量空气流量(kmol 氨气/ kmol 空气)注意空气流量、氨气流量的单位相同. ；b)塔顶气相浓度Y 2=24242()22.4H SO H SO M V T V T ⨯⨯÷量气管量(kmol 氨气/ kmol 空气)式中:M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度， mol/l ； V H2SO4------滴定时所消耗标准硫酸溶液的体积， L ； V 量气管-----滴定时量气管中的体积变化值， L ； T 量------操作条件下量气管中的绝对温度， K ； T 0------标准状态时绝对温度， T 0=273.2K ；22.4-----气体在标准情况下的常数， 22.4L ／mol c)塔底液相浓度X 1=242432100018H SO H SO NH M V V ⨯⨯(kmol 氨气/ kmol 水)式中:V NH3-----为滴定所准确吸取的塔底流出液的体积， ml ； M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度, mol/l ； V H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的体积, ml ； d)求△Y m平衡浓度：Y 1*＝mX 1 平衡浓度：Y 2*＝mX 2 ΔY 1=Y 1-Y 1* ΔY 2=Y 2-Y 2*平均浓度差 ΔY m = (△Y 1-△Y 2)/㏑(△Y 1/△Y 2) （kmol 氨气/ kmol 空气）气相总传质单元数 N oG =(Y 1-Y 2)/△Y m 气相总传质单元高度 OG OGZH N = （m ）空气的摩尔流量 0360022.4h V TV T=⨯⨯ ( kmol/s)塔的横截面积 24D πΩ=(m 2)气相总体积吸收系数 Ya OG V K H =⨯Ω〔kmol/(m 3．S)〕回收率 121Y Y Y -η=附：相平衡常数m 与温度T 关系曲线本实验为低浓度吸收，当操作温度压力一定时，m 为常数。

填料塔吸收实验

序号：34化工原理实验报告实验名称：填料吸收传质系数测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－3班姓名：曾学礼学号09402010337同组者姓名：周锃刘翰卿指导教师：王志强日期：2011年9月20日一、实验目的1.熟悉填料塔的构造与操作。

2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。

3.掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。

4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。

二、实验原理本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得到K x a=AL a·V b的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。

本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。

1.填料塔流体力学特性气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。

在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。

而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。

随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。

图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。

压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。

当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

图1 填料层压降–空塔气速关系示意图2、传质实验填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。

在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。

本实验是对富氧水进行解吸。

由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。

化工原理吸收实验报告

化工原理吸收实验报告 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】一、实验目的1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。

2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。

3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。

4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。

二、实验原理本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。

同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。

1.填料塔流体力学特性气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。

在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为～2的直线（图1中的aa线）。

而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。

随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。

图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。

压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。

当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

图1 填料层压降-空塔气速关系2.传质实验填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。

在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行。

需要完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。

本实验对富氧水进行解吸。

由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。

得速率方程式：相关的填料层高度的基本计算式为：OL OLN ZH = 其中，m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112 Ω=a K L H x OL由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即Kx=kx 。

化工原理实验——填料吸收实验

实验六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。

鼓风机氨瓶总阀自来水吸收液取样口液封管填料塔温度计空气转子流量计氨转子流量计水转子流量计氨流量调节阀水流量调节阀U型管压差计吸收瓶量气管水准瓶仪表盘填料吸收塔实验装置流程示意图放空阀图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。

填料吸收实验

填料吸收实验吸收原理是利用气体混合物中组分在溶剂中溶解度的不同来分离组分，其操作流程简单、设备制作容易、操作稳定、易于控制，其设计理论较为完善与成熟，从而在化工企业中，尤其在石油化工、有机化工、煤化工、精细化工、生物化工环境工程等领域被广泛采用。

常见的吸收单元过程由吸收塔、空气压缩机与产品贮槽、料液贮槽及分析与计量仪表等组成。

吸收塔本身又分为板式吸收塔和填料吸收塔，本产品为不锈钢制作的填料吸收塔。

气液两相流量可任意调节，可进行吸收传质系数的实验测定。

本装置的料液槽和产品槽全部放置在控制屏的下部，设备结构紧凑美观。

一、设备性能与主要性能参数（1）本实验装置主要由吸收塔、空压机、混合罐、流量计、水槽、水泵和控制屏等设备组成，可供独立完成吸收单元实验操作。

（2）吸收塔采用填料塔，直径为φ100mm,塔体为透明有机玻璃，便于学生观察相关实验现象。

吸收实验采用二氧化碳为吸收介质，用水为吸收剂。

填料采用φ10×10×1mm瓷拉西环，吸收前、后的尾气组成采样后由气相色谱分析（根据用户要求也可设计成计算机在线采样分析），或采用阿贝折光仪测定样品的折光率与标准曲线对照。

吸收塔的入口气量和入塔液相量均可通过控制阀任意调节，还可在实验时直接观察到各种填料塔的流体力学现象，包括沟流与液泛、淹塔等现象。

（3）气体混合罐采用不锈钢制作，用于空气与二氧化碳的混合。

（4）空压机功率为0.25Kw,风压≥0.04Mpa,空压机排气量85 L/min。

（5）作为吸收剂的水通过不锈钢制作的水槽由水泵送至吸收塔顶部，与塔底进入的气相逆流接触，吸收溶质后排入地沟。

（6）本装置采用增压泵，额定流量为0.4m3/hr,扬程为8m，输入功率为120W。

二、实验目的1）了解填料吸收塔的结构和基本流程； 2）熟悉填料吸收塔的操作； 3）观察填料吸收塔的流体力学行为并测定在干、湿填料状态下填料层压降与空塔气速的关系4）测定总传质系数Kya ，并了解其影响因素。

化工原理填料吸收塔实验计算示例

化工原理填料吸收塔实验计算示例化工原理填料吸收塔实验计算示例吸收过程是化工生产中重要的单元操作之一，其实验研究方法和计算方法对于优化工业生产过程具有重要的意义。

本示例以填料吸收塔实验为例，介绍实验方法和计算方法的具体应用。

一、实验装置和流程本实验装置包括填料吸收塔、循环泵、流量计、温度计、压力计等。

实验流程如下：1.将填料吸收塔置于支架上，连接进出水管路。

2.将循环泵连接进水管路，使水循环流动。

3.通过流量计控制进水量，恒定吸收塔的液位。

4.通过取样管定期取样分析，测定不同时间间隔内溶液中溶质的含量。

5.记录实验数据，分析填料吸收塔的吸收性能。

二、实验数据计算1.填料吸收塔的传质速率方程填料吸收塔的传质速率方程为：dC/dt = KCb - KCa其中，dC/dt表示溶质在溶液中的传递速率，KCb表示溶质在液相主体中的分压，KCa表示溶质在气相中的分压。

2.填料吸收塔的传质单元高度方程填料吸收塔的传质单元高度方程为：Δh = (Δp/ρg) + (v/K) + Σ(ζ/K)其中，Δh表示填料层高度，Δp表示操作压力差，ρ表示溶液密度，g表示重力加速度，v表示液体流速，ζ表示填料的阻力系数，K表示传质系数。

3.填料吸收塔的流量和效率计算流量可由流量计直接读取，效率可由下式计算：eta = (ΔC/Δt) / (KCb - KCa)其中，eta表示填料吸收塔的效率，ΔC/Δt表示溶质的传递速率。

4.填料吸收塔的操作费用计算操作费用包括水费、电费、设备折旧费等，总费用可由下式计算：P = Pw + Pf + Pd其中，Pw表示水的费用，Pf表示电的费用，Pd表示设备的折旧费用。

三、示例计算过程假设在填料吸收塔实验中，溶质为二氧化碳，液相主体中二氧化碳的分压为0.05MPa，气相中二氧化碳的分压为0.0002MPa。

填料吸收塔的效率为90%，流量为50t/h。

水的费用为0.5元/t，电的费用为0.1元/(kW•h)，设备的折旧费用为200元/h。

化工原理实验_吸收实验

Y1
VNH3 Vair
Y2
2MH2SO4 VH2SO4 22.4 V量气管（T0 T量）
X2 0
X1
2M V H2SO4
H 2 SO4
V样品 1000
18
m 6104 t 2 0.0123 t 0.2931 Y1* mX1
Y2* 0
Ym
Y1 Y2 ln Y1 Y2
(Y1 Y1* ) (Y2 Y2* )
吸收液的取样可用塔底6的取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。
五、操作要点—填料塔流体力学测定操作（1）
这项操作不要开动氨气系统，仅用水和空气进行操作即可。
1、测定干填料层 p Z－ u关系曲线：
1）润湿填料。先开动供水系统（大约30l/h），然后全开空气流量调节阀 2，启动鼓风机，用阀2 调节进塔的空气流量。慢慢加大气速到接近液泛，之后再全开阀 2，关闭供水系统，目的是使填料全面润湿一次。
Ln
Y1 Y2
Y1* Y2*
V V air air
M air
四、实验流程
图1.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
(273 t)1.013105 Vair V1 (273 20) (1.013105 9.81 p)
VNH3 V2
air (273 t ) NH3 (273 20)

吸收实验(化工原理实验)

吸收实验一、实验目的1、了解填料吸收塔的一般结构和工业吸收过程流程；2、掌握吸收总传质系数K a的测定方法；x3、考察吸收剂进口条件的变化对吸收效果的影响；4、了解处理量变化对吸收效果的影响。

二、实验原理1、概述吸收过程是依据气相中各溶质组分在液相中的溶解度不同而分离气体混合物的单元操作。

在化学工业中吸收操作广泛应用于气体原料净化、有用组分的回收、产品制取和废气治理等方面。

在吸收研究过程中，一般可分为对吸收过程本身的特点或规律进行研究和对吸收设备进行开发研究两个方向。

前者的研究内容包括吸收剂的选择、确定因影响吸收过程的因素、测定吸收速率等，研究的结果可为吸收工艺设计提供依据，或为过程的改进及强化指出方向；后者研究的重点为开发新型高效的吸收设备，如新型高效填料、新型塔板结构等。

吸收通常在塔设备内进行，工业上尤其以填料塔用的普遍。

填料塔一般由以K a下几部分构成：(1)圆筒壳体；(2)填料；(3)支撑板；(4)液体预分布装置；(5) x液体再分布器；(6)捕沫装置；(7)进、出口接管等等。

其中，塔内放置的专用填料作为气液接触的媒介，其作用是使从塔顶流下的流体沿填料表面散布成大面积的液膜，并使从塔底上升的气体增强湍动，从而为气液接触传质提供良好条件。

液体预分布装置的作用是使得液体在塔内有良好的均匀分布。

而液体在从塔顶向下流动的过程中，由于靠近塔壁处的空隙大，流体阻力小，液体有逐渐向塔壁处汇集的趋向，从而使液体分布变差。

液体再分布器的作用是将靠近塔壁处的液体收集后再重新分布。

填料是填料吸收塔最重要的部分。

对于工业填料，按照其结构和形状，可以分为颗粒填料和规整填料两大类。

其中，颗粒填料是一粒粒的具有一定几何形状和尺寸的填料颗粒体，一般以散装(乱堆)的方式堆积在塔内。

常见的大颗粒填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍环、矩鞍环等等。

填料等材质可以使金属、塑料、陶瓷等。

规整填料是由许多具有相同几何形状的填料单元组成，以整砌的方式装填在塔内。

化工原理实验报告-填料吸收塔传质系数的测定

化工原理实验报告——填料吸收塔传质系数的测定姓名： XXX学号： XXXXXXXXXXX学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺年级： 20XX 级实验日期： 20XX年XX月XX日实验条件：空气流量5.0m3/h，CO2流量3.0L/min，水流量0.40m3/h福建师范大学Fujian Normal University填料吸收塔传质系数的测定一、实验目的1、掌握吸收总传质系数K Ya或K Xa的测定方法；2、了解填料吸收塔的结构和流程，能定性分析操作条件的变化对结果的影响；3、熟悉各仪器仪表的读数方法，了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。

二、实验内容本实验采用水吸收气相物流中的CO2，在不同条件下，测定气相中CO2进出口浓度，并计算溶质的吸收率E A，过程平均推动力或吸收因子，传质单元数N OL,液相总传质单元高度H OL和总传质系数K Xa。

三、实验原理1、吸收原理（1）吸收操作吸收操作主要是利用气体混合物的各组分在液体中的溶解性质不同，将其与适当的液体接触，混合气中易溶的一个或几个组分便溶于该液体内形成溶液，而不能溶解的组分则仍留在气相，从而实现气体混合物的分离。

（2）吸收操作所用的液体称为吸收剂或溶剂（S）；混合气中被溶解吸收的组分称为吸收质或溶质（A）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B）；所得到的溶液称为吸收液；排出气体称为吸收尾气。

2、吸收计算（1）吸收率E AE A=被吸收的溶质量（kmol）吸收前气相中的溶质总数=V(Y0−Y e)=1−Y eY0、Y e——分别表示初始与吸收终了时气体中溶质的摩尔比；V——惰性气体B的流量，kmol/h。

吸收率愈高表示气体混合物的分离愈完全。

（2）对数平均推动力法传质单元数的表达式中Y∗或X∗是液相或气相的平衡组成，需要用相平衡关系确定，CO2在水中的溶解平衡可视为直线，因此本实验传质单元数的求解可用对数平均推动力法或吸收因数法。

以下标“1”表示塔底截面，下标“2”表示塔顶截面，对数平均推动力法相关公式如下：N OL=X1−X2∆X m式中ΔXm 为过程平均推动力，即∆X m=∆X1−∆X2ln∆X1∆X2=(X1∗−X1)−(X2∗−X2)lnX1∗−X1X2∗−X2吸收因数法的相关公式如下：N OL=11−Aln[(1−A)Y1−mX2Y1−mX1+A]其中A=L mV⁄,称为吸收因子，A愈大愈容易吸收。

化工原理实验报告吸收实验

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。

每条折线分为三个区段，Z P ∆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，吸收实验姓名院专业班年月日实验内容指导教师 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。