化工原理 实验七 ppt课件

A
lg u
化工原理 实验七
当气速超过B点时，气体对液 膜的曳力较大，对液膜流动产生 阻滞作用，使液膜增厚，填料层 的持液量随气速的增加而增大， 此现象称为拦液。开始发生拦液 现象时的空塔气速称为载点气速 ，曲线上的转折点B，称为载点 。
lg p
液泛 L2
气速 载点 C’ 气速 B’
L1 L=0 C 载液 区
Y1 Y1* Y2 Y2*
lnY1 Y2
Y1* Y2*
化工原理 实验七
流量 压强 温度 填料塔的尺寸
化工原理 实验七
主要设备尺寸 （1）填料塔 有机玻璃塔内径：D=120mm 填料：不锈钢网环及陶瓷拉西环。 规格：8，10，15。 （2）DC—4型微音气泵一台。 （3）气体流量计;液体流量计 （4）LML—2型湿式气体流量计，。 （5）水银温度计。
化工原理 实验七
主要结构：
7
塔体：一般取为圆筒形。 液体
内件：包括填料支承与压紧装置、液
6
5
体与气体分布器、液体再分布器以
及气体除沫器等。
4
8
3
操作原理：液体经塔顶喷淋装置均匀
2
分布于填料上，依靠重力作用沿填
料表面自上而下流动，并与在压强
1
差推动下穿过填料空隙的气体相互 气体
接触，发生传热和传质。
化工原理 实验七
填料吸收塔的操作和 吸收系数的测定
化工原理 实验七
➢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。
化工原理 实验七
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。
化工原理 实验七
压 在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠 降 重力在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜
的摩擦阻力形成了填料层的压降。
压降与气速的关系：
气体通过干填料层（L=0）压降 p 与
空塔气速 u 的关系在双对数坐标上是 一直线，斜率在1.8~2.0之间。
当填料层有一定持液量时， p ~ u 关
（3）标准状态下空气的体积流量V0空
V0
V空
T0 p0
p1 p2 T1T2
化工原理 实验七
（4）标准状态下氨气的体积流量V0NH3
V0NH3
VNH3
T0 p0
0空 p2p1 0NH3 T2T1
（5）塔底气相浓度Y1和塔顶气相浓度Y2
Y1
V0NH3 V0空
nNH3 n空
化工原理 实验七
用一定浓度，一定体积的硫酸溶液分析待 测气体，有
系将不再为简单的直线关系（喷淋密度 为L1、L2曲线），且存在两个较明显的 转折点。
lg p
液泛 L2
气速 载点 C’ 气速 B’
L1 L=0 C 载液 区
B
B’
A’
A
lg u
原因：喷淋液体在填料上形成液膜，占据部分空隙，减小 了气体的流通截面，对相同空塔气速压降升高。
化工原理 实验七
在一定的喷淋量下，压降随空塔气速的变化曲线大 致可分为三段：
B
A’
A
lg u
化工原理 实验七
若气速继续增大，到达图中C 点时，由于液体不能顺利向下流 动，使填料层的持液量不断增大， 填料层内几乎充满液体。气速增 加很小便会引起压降的剧增，此 现象称为液泛，开始发生液泛现 象时的气速称为泛点气速，以uF 表示，曲线上的点C，称为泛点。 从载点到泛点的区域称为载液区， 泛点以上的区域称为液泛区。
化工原理 实验七
11
12 13
1
2
3
4
5
7
8
9
10
6
1． 水流量计 2．氨气流量计 3．空气流量计 4氨缓冲罐 5．空气 缓冲罐 6．气泵 7．放空阀 8．计前表压 9．塔顶表压 10．填料层 压降 11．吸收塔 12．吸收瓶 13．湿式气体流量计
化工原理 实验七
化工原理 实验七
1. 实验前准备工作 熟悉实验装置及流程，弄清各部分的作用，并
2. 测量固定液体喷淋量和气体流量时， 用水吸收空气-氨混和气体中氨的体积吸 收系数KYa。
化工原理 实验七
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。
化工原理 实验七
本实验用水吸收空气-氨混合气体中的氨气。 氨气为易溶气体，操作属于气膜控制。在 其他条件不变的情况下，随着空塔气速增 加，吸收系数相应增大。当空塔气速达到 某一值时，将会出现液泛现象，此时塔的 正常操作被破坏。所以适宜的空塔气速应 控制在液泛速度之下。
nNH3=2×MH2SO4×VH2SO4×10-3
同样塔顶气相浓度Y2也可通过取样分析来 获得。
化工原理 实验七
（6）平衡关系
Y*
mX
mE
1(1m)X
P
（7）塔底液相浓度X1，塔顶液相浓度X1当吸 收剂为纯水时，塔顶X2=0，而
X1
V L
(Y1
Y2 )
化工原理 实验七
（8）气相平均浓度差Ym
Ym
记录各压差计的零位读数。 检查气路系统。开风机之前必须全开放空阀，
以免风机烧坏。检查转子流量计阀门是否关闭， 以免风机开动转子突然上升将流量计管打破。
化工原理 实验七
2、实验操作
1．流体力学特性实验 （1）启动风机，测定干填料阻力降与空塔气速的大小。
测量8～9组数据,记录每次流量下的塔顶表压、填料层 压降、流量大小、计前表压、温度等参数。 （2）开动供水系统，慢慢调节流量接近液泛，使填料 完全润湿后再降到预定气速进行实验。 （3）测定湿填料压降，固定两个不同的液体喷淋量分 别进行测定。 每固定一个喷淋量，调节空气流量，从 小到大测量8～9组数据。
lg p
液泛 L2
气速 载点 C’ 气速 B’
L1 L=0 C 载液 区
B
A’
ຫໍສະໝຸດ Baidu
A
lg u
化工原理 实验七
气液两相的平关系可认为服从亨利定律，相 应的吸收速率方程式为：
GA=KYa·Vp·Ym
（1）填料层体积Vp
Vp=π·DT2·Z/4
化工原理 实验七
（2）GA由吸收塔的物料衡算求得
GA=V（Y1—Y2）
当气速低于A点时，气体流动 对液膜的曳力很小，液体流动不 受气流的影响，填料表面上覆盖 的液膜厚度基本不变，因而填料 层的持液量不变，该区域称为恒 持液量区。此时△P/Z～u为一直 线，位于干填料压降线的左侧， 且基本上与干填料压降线平行。
lg p
液泛 L2 气速
B’
L1 L=0 C 载液 区
B
A’