丙酮吸收实验

丙酮吸收实验

一、实验原理及计算公式

1、实验原理

填料塔是一种应用广泛、结构简单的气液传质设备。本试验所用的吸收塔塔身由透明玻璃管制成，两端面磨光，且与中心线垂直。塔径φ41×3，塔身高度600mm ，填料为瓷质拉西环，填料层高度390 mm ，填料尺寸6×6×1mm 。

填料塔操作时，混合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。

实验装置包括空气输送，空气和丙酮鼓泡接触以及吸收剂供给和气液两相在填料塔中逆流接触等部分组成。

来自空气压缩机的空气，经压力定值器定值在0.03 Mpa 左右，并经转子流量计计量后，

再经空气加热器加热到8-15 o C （T 1），进入鼓泡器使空气和液体丙酮.鼓泡接触，带有丙酮

蒸汽的空气（温度变为T 2）进入填料塔的底部，和自塔顶喷下温度为T 3的水逆流接触，被吸收掉大部分丙酮后，从塔顶排出。

塔顶的水来自液体衡压槽，经转子流量计计量，再经水加热器加热到10-20o C ，进入填

料塔吸收空气中丙酮后，温度变为T 4，流入吸收液储槽。

T 1、T 2、T 3、T 4均使用热电偶测量，用温度显示仪表显示出来。

实验忽略流体通过管道而产生的热损失，即空气离开丙酮.鼓泡器时的温度（T 2）与进入填料塔时的温度相同；同样，水离开加热器的温度与自填料塔顶喷下时的温度相同。 组分的浓度使用气相色谱仪表和数据处理器测量。

2、计算公式

利用全塔物料衡算，平衡关系和吸收速率方程求取逆流时Kya 及η

（1）标准状态下空气摩尔流量：（kmol / h ）

4

.22)(00∙+∙∙=T P P P T V V 大气气动空计空 T ——室温，试验中取293K

P 大气——大气压，试验中取760 mmHg

V 空计——空气流量，m 3 / h

(2 ) 水的摩尔流量：（kmol / h ） 18ρ∙=水计水L L

L 水计——水流量，l / h

ρ——水密度，g / l

（3）摩尔吸收量：

121X L Y Y V G 水空

）（=-= （4）对数平均浓度差：

()()()

()22112211mX Y mX Y Ln mX Y mX Y Y m -----=∆

（5）总体积传质系数：（kmol / m 3·h ） m

T Y H D G

Kya ∆∙∙∙=24π

DT ——吸收塔内径，m

H ——填料层高度， m

（6）回收率： %1001

21∙-=Y Y Y η 二、操作步骤

实验的主界面如下图所示

1、 进入实验后，启动空气压缩机（绿灯亮表示空气压缩机已开启）。如下图所示：

各部分所对应的仪器如下：

1、 气动压力定值器

2、空气转子流量计

3、空气加热器

4、水转子流量计

5、水加热器

6、温度显示器

7、加热电源总开关

2、 打开加热电源（绿灯亮）。

3、适当调节旋钮开度大小使水转子流量计流量在2-8升/时，如图所示：

4、到控制面板点击5号位置，为水加热器：

调节加热电源电压到88伏特左右，加热水到10-20℃（T3）。从左到右依次为：T1、T2、

T3、T4，单位为摄氏度。

5、调节黑色旋钮增加空气压力调节阀开度（顺时针旋转），同时左边的压力表实时显示

空气压力大小。调节适当的开度使气动压力定值器上压力表读数为0.03Mpa。

6、调节空气转子流量计，操作方法同水转子流量计，使空气流量为200-800升/时。

用和调节水温度相同的方法调节空气加热器使空气温度为8-15℃（T1）。

7、当空气和水的流量和温度都稳定后，要求塔底入口混合气体中丙酮的含量在10-18%左右，

如果达不到要求可适当微调空气加热器温度或空气的流量，直到满足要求为止。

8、再次等到空气和水的流量和温度都稳定，读取塔顶和塔底的组分和温度（T3、T4），

以及水和空气的流量，气动压力定值器读数。记录水与空气的温度：T1、T2、T3、T4。

9、改变水温重复第6-9步。

10、改变水流量重复第6-9步。

11、实验完毕后，先关空气加热器，再关水加热器，

12、过一分钟后，关闭空气压缩机。

13、最后关空气压力调节阀和水流量调节阀。

三、数据处理

1、计算结果。

2、绘制操作曲线。