化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義2

1、學(xué)院化學(xué)與材料工程系實(shí)驗(yàn)五流體流動(dòng)阻力測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握流體流經(jīng)直管和管閥件時(shí)阻力損失的測定方法，通過實(shí)驗(yàn)了解流體流動(dòng)中能量損失的變化規(guī)律。2.、測定水流過一段粗糙直管、光滑直管的沿程摩擦阻力損失Apf，確定摩擦阻力系數(shù)入和雷諾準(zhǔn)數(shù)Re之間的關(guān)系。將所得的入Re方程與公認(rèn)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系比較。3 測定流體流經(jīng)閘閥等管件時(shí)的局部阻力系數(shù)E。4 學(xué)會(huì)壓差計(jì)和流量計(jì)的使用方法，了解差壓變送器、功率傳感器的工作原理。熟悉測定流體流經(jīng)直管和管件時(shí)的阻力損失的實(shí)驗(yàn)組織方法及測定摩擦系數(shù)的工程意義。5 觀察組成管路的各種管件、閥件，了解其作用。二、基本原理流體在管流動(dòng)時(shí)，由于粘性剪應(yīng)力和渦流的存在，不可避免地

2、要消耗一定的機(jī)械能，這種機(jī)械能的消耗包括流體流經(jīng)直管的沿程阻力和因流體運(yùn)動(dòng)方向改變所引起的局部阻力。1 沿程阻力流體在水平均勻管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，阻力損失表現(xiàn)為壓力降低。即UPl P2 Phf影響阻力損失的因素很多，尤其對(duì)湍流流體，目前尚不能完全用理論方法求解，必須通過實(shí)驗(yàn)研究其規(guī)律。為了減少實(shí)驗(yàn)工作量，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有普遍意義，必須采用因次分析方法將各變量綜合成準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式。根據(jù)因次分析，影響阻力損失的因素有， 流體性質(zhì)：密度p,粘度卩；管路的幾何尺寸：管徑 d,管長I，管壁粗糙度£；(3)流動(dòng)條件：流速卩?？杀硎緸?p f(d,l, , ,u,)組合成如下的無因次式:P 2 u（巴,d

3、,d)，d）I2l u? ?-d 2hfl u2式中,壓降Pahf直管阻力損失 J/kg ,P流體密度 kg/m3入一一直管摩擦系數(shù)，無因次1 直管長度md直管徑 mu流體流速，由實(shí)驗(yàn)測定m/s入一一稱為直管摩擦系數(shù)。滯流（層流）時(shí)，入=64/ Re；湍流時(shí)入是雷諾準(zhǔn)數(shù)Re和相對(duì)粗糙度的函數(shù)，須由實(shí)驗(yàn)確定2 局部阻力局部阻力通常有兩種表示方法，即當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。當(dāng)量長度法流體流過某管件或閥門時(shí)，因局部阻力造成的損失，相當(dāng)于流體流過與其具有相當(dāng)管徑長度的直管阻力損失，這個(gè)直管長度稱為當(dāng)量長度，用符號(hào)le表示。這樣，就可以用直管阻力的公式來計(jì)算局部阻力損失，而且在管路計(jì)算時(shí)可將管路中的直骨

4、長度與管件、閥門的當(dāng)量長度合并在一起計(jì)算，如管路中直管長度為乙各種局部阻力的當(dāng)量長度之和為hfl le u2d 2阻力系數(shù)法流體通過某一管件或閥門時(shí)的阻力損失用流體在管路小的動(dòng)能系數(shù)來表示，這種計(jì)算局部阻2 u 2力的方法，稱為阻力系數(shù)法。即hf式中，E局部阻力系數(shù)，無因次；u 在小截面管中流體的平均流速，mZ s。由于管件兩側(cè)距測壓孔問的直管長度很短弓I起的摩擦阻力與局部阻力相比，可以忽略不計(jì)。 因此hf之值可應(yīng)用柏努利方程由壓差計(jì)讀數(shù)求取。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程1. 實(shí)驗(yàn)裝置流體流動(dòng)阻力測定實(shí)驗(yàn)數(shù)撼黑姜一花匚賀亍| 口牛弋丁肝_ I I日祁f. 圖1-1實(shí)驗(yàn)裝置流程圖實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示。主

5、要部分由離心泵，不同管徑、材質(zhì)的管子，各種閥門或管件,轉(zhuǎn)子流量計(jì)等組成。從上向下第一根為不銹鋼光滑管，第二根為鍍鋅鐵管，分別用于光滑管和粗糙管湍流流體流動(dòng)阻力的測定。第三根為不銹鋼管，其上裝有待測管件（閘閥），用于局部阻力的測定。流體溫度有熱電阻，流體流量由渦輪流量計(jì)測量，壓差有壓差變送器測量。本實(shí)驗(yàn)的介質(zhì)為水，由離心泵供給，經(jīng)實(shí)驗(yàn)裝置后的水通過管道流入儲(chǔ)水箱循環(huán)使用。2. 裝置結(jié)構(gòu)尺寸裝置結(jié)構(gòu)尺寸如表1-1所示。表1-1裝置參數(shù)名稱材質(zhì)管徑（mr）測試段長度（m）裝置（1m）裝置（2c）光滑管不銹鋼食品管29.529.01.5粗糙管鍍鋅鐵管29.929.21.5局部阻力閘閥35.8635.8

6、61、空氣開關(guān)2、3、4電源指示燈5、流量控制儀6、6路巡檢儀（單位 mi/h）:第一通道測 量離心泵進(jìn)口壓力（單位： kpa）,第二通道測量離心泵出口壓力（單位： kpa）,第三通道測量離心泵轉(zhuǎn)速（單位：r / min）第四通道測量流體阻力壓差（單位：pa ）第五通道測量流體溫度（單位：攝氏度） ，第六通道沒用， 7、功率表（單位： KW） 8、儀表電源指示燈、 9、儀表電源 開關(guān)， 10、變頻器電源指示燈， 11、變頻器電源開關(guān)， 12、離心泵電源指示燈、 13、離心泵直 接或變頻器運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)， 14、離心泵啟動(dòng)按鈕， 15、離心泵停止按鈕。四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1灌泵儲(chǔ)水箱中出水到適當(dāng)

7、位置（大概三分之二處）關(guān)閉閥1、閥 2、閥 3、閥 4、閥 5、打開離心泵出口排氣閥和進(jìn)口灌水閥，用水杯從灌水閥灌水，氣體從排汽閥排出，直到排水閥有水排出并 且沒有氣泡灌水完畢，關(guān)閉排氣閥和灌水閥。2啟動(dòng)水泵打開控制柜上 1 空氣開關(guān)，打開 9 儀表電源開關(guān)，儀表指示燈 10 亮，儀表上電，顯示被測數(shù) 據(jù)。把轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到直接位置，指示燈 12 亮，按一下離心泵啟動(dòng)按鈕，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)按鈕指 示燈亮，水泵啟動(dòng)完畢。3光滑管排氣 先打開光滑管與差壓變送器相連的閥門，粗糙管和局部阻力與差壓變送器相連的閥門關(guān)閉，打 開閥 3 和閥 2，排出光滑管中的氣體，關(guān)上閥2，打開差壓變送器的兩個(gè)排汽閥，排出管

8、道中的氣體，直到?jīng)]有氣泡排出為止，關(guān)閉差壓變送器上的兩個(gè)排汽閥，光滑管排氣完畢。4光滑管實(shí)驗(yàn)打開流體阻力監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)班級(jí)、 、學(xué)號(hào)等信息，進(jìn)入流體阻力實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊光滑管，調(diào)節(jié)閥2，每隔 1m3h 采集一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（等數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后再采集），從 2m3h 開始到最大流量，但注意最大流量時(shí)壓差不能超過10kpa，如果超過調(diào)節(jié)閥門 2,使壓差不超過1Okpa。光滑管數(shù)據(jù)采集完畢后，先關(guān)閉閥 2和閥 3，再關(guān)閉光滑管與差壓變送器相連的兩個(gè)閥門。5. 粗糙管實(shí)驗(yàn) 粗糙管排氣與光滑管排氣類似,先打開粗糙管與差壓變送器相連的兩個(gè)閥門,再打開閥4 和閥2,排出粗糙管中的氣體,關(guān)閉閥 2,打開差壓變送器的兩個(gè)排汽閥

9、,排出管道中的氣體,直到 沒有氣泡排出為止,關(guān)閉差壓變送器上的兩個(gè)排汽閥,粗糙管排氣完畢。點(diǎn)擊粗粗管,調(diào)節(jié)閥2,，每隔im/h采集一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（等數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后再采集），從2m/h開始到最大流量，但注意最大流量時(shí)壓差不能超過10kpa，如果超過調(diào)節(jié)閥門 2,使壓差不超過1Okpa。粗糙管數(shù)據(jù)采集完畢后，先關(guān)閉閥 2和閥4，再關(guān)閉粗糙管與差壓變送器相連的兩個(gè)閥門。6. 局部阻力實(shí)驗(yàn)局部阻力排氣與光滑管排氣類似，先打開局部阻力與差壓變送器相連的兩個(gè)閥門，再打開閥5和閥2,排出粗糙管中的氣體，關(guān)閉閥2,打開差壓變送器的兩個(gè)排汽閥，排出管道中的氣體，直到?jīng)]有氣泡排出為止，關(guān)閉差壓變送器上的兩個(gè)排汽閥，局

10、部阻力排氣完畢。點(diǎn)擊局部阻力，調(diào)節(jié)閥2 ,，每隔1m3/h采集一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （等數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后再采集），從2/h開始到最大流 量，但注意最大流量時(shí)壓差不能超過10kpa，如果超過調(diào)節(jié)閥門2，使壓差不超過10kpa。局部阻力數(shù)據(jù)采集完畢后，先關(guān)閉閥2和閥5，再關(guān)閉局部阻力與差壓變送器相連的兩個(gè)閥門。流體阻力實(shí)驗(yàn)完畢。7、數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄序號(hào)流量L/s （湍 流）或 （L/h）（層 流）光滑管kPa粗糙管kPa局部阻力kPa壓差壓差壓差實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集完畢，打開數(shù)據(jù)處理軟件，打開實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的軟件功能，就可算出 流體雷諾系數(shù)與摩擦因數(shù)的關(guān)系，執(zhí)行繪圖功能，就可繪出雷諾系數(shù)與摩擦因數(shù)的曲線關(guān)系，

11、 執(zhí)行打印功能就可打印實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)粗糙管實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出入 Re曲線，對(duì)照化工原理教材上有關(guān)圖形, 即可估出該管的相對(duì)粗糙度和絕對(duì)粗糙度。2 根據(jù)光滑管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)照柏拉修斯方程，計(jì)算其誤差。3 根據(jù)局部阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果，求出閘閥全開時(shí)的平均E值。4 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。注：流體阻力控制儀表（ AI 519）參數(shù)P= 30 I = 3 D = 1六、思考題1 在對(duì)裝置做排氣工作時(shí)，是否一定要關(guān)閉流程尾部的流量調(diào)節(jié)閥? 為什么 ?2 如何檢驗(yàn)測試系統(tǒng)的空氣已經(jīng)被排除干凈 ?3 以水做介質(zhì)所測得的入 Re關(guān)系能否適用于其它流體 ？如何應(yīng)用？4 在

12、不同設(shè)備上（包括不同管徑），不同水溫下測定的入Re數(shù)據(jù)能否關(guān)聯(lián)在同一條曲線上?5.如果測壓口、孔邊緣有毛刺或安裝不垂直，對(duì)靜壓的測量有何影響？6 在直管阻力測量中，壓差計(jì)顯示的壓差是否隨著流量的增加而成線性增加？分別就層流和湍流進(jìn)行討論。u:過濾速度，m/s床層空隙率，ni/m3a：顆粒的比表面積，ni/m3L：床層厚度，m由此可以導(dǎo)出過濾基本方程式:K :康采尼常數(shù)，層流時(shí)，K = 5.0卩：濾液粘度，Pas p :過濾的壓強(qiáng)差，Padr v(V Ve)V：過濾體積，3 mA：過濾面積，2 mr:濾餅比阻，22、231/m , r=5.0a (1- s) / s21 sdV A pIv :濾

13、餅體積與相應(yīng)濾液體積之比，無因次T：過濾時(shí)間，sVe：虛擬濾液體積，m'2'sr :單位壓強(qiáng)下的比阻，1/m , r= r p實(shí)驗(yàn)六過濾常數(shù)的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉板框壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作方法；2. 通過恒壓過濾實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證過濾基本原理；3. 學(xué)會(huì)測定過濾常數(shù) K、qe、T e,并以實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果驗(yàn)證過濾方程式，增進(jìn)對(duì)過濾理論的理解;4 改變壓強(qiáng)差重復(fù)上述操作，測定壓縮指數(shù)s和物料特性常數(shù)k ;5.了解操作壓力對(duì)過濾速率的影響。二、基本原理過濾是以某種多孔物質(zhì)作為介質(zhì)來處理懸浮液的操作。在外力作用下，懸浮液中的液體通 過介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。 過濾操作中

14、，隨著過濾過程的進(jìn)行, 固體顆粒層的厚度不斷增加，故在恒壓過濾操作中，過濾速率不斷降低。影響過濾速率的主要因素除壓強(qiáng)差、濾餅厚度外，還有濾餅和懸浮液的性質(zhì)，懸浮液溫度，過 濾介質(zhì)的阻力等，在低雷諾數(shù)圍，過濾速率計(jì)算式為:' 2 2(1)K a (1)S:濾餅壓縮性指數(shù)，無因次，一般S= 01對(duì)不可壓縮濾餅，S= 0.'1-S恒壓過濾時(shí)，令 k=1/(ir v, K=2S p , q=V/A, qe=Ve/A，對(duì) 式積分得:2(q + q e) =K( T + T e)K、q、qe三者總稱為過濾常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)測定。對(duì)(3)式微分得:2(q+q e)dq=Kd td dq2 2 Kq

15、 Kqe用At / q代替dT /dq，在恒壓條件下，用秒表和量筒分別測定一系列時(shí)間間隔Ati，和對(duì)應(yīng)的濾液體積 V,可計(jì)算出一系列At：、 qi、qi,在直角坐標(biāo)系中繪制At / qq的函數(shù)關(guān)系，得一直線，斜率為 2/K，截距為2qe/K，可求得K和qe,再根據(jù)t e=qe2/K，可得T e改變過濾壓差 p，可測得不同的 K值，由K的定義式兩邊取對(duì)數(shù)得:lgK=(1-S)lg( p)+lg (2k)(5)在實(shí)驗(yàn)壓差圍，若k為常數(shù)，則lgKlg( p)的關(guān)系在直角坐標(biāo)上應(yīng)是一條直線，斜率為(1-S),可得濾餅壓縮性指數(shù) S,進(jìn)而確定物料特性常數(shù)k。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程實(shí)驗(yàn)裝置如圖4-1、4-2所

16、示:- * *圖4-1板框壓慮機(jī)過濾流程圖Vie Vj7 ia圖4-1板框壓濾機(jī)過濾流程1-可移動(dòng)框架2-閥2 3-止回閥4-壓力料罐5-玻璃視鏡6-壓緊手輪7-壓力表8-板框組9-板框進(jìn)口壓力表10-壓力定值調(diào)節(jié)閥12-閥1013-閥914-配料槽15-指示尺16-閥 617-閥 718-閥 819-閥 520-閥 4 21-閥 322-閥 1CaCO的懸浮液在配料桶配制一定濃度后，利用壓差送入壓力料槽中，用壓縮空氣攪拌，同時(shí)利用壓縮空氣將濾漿送入板框壓濾機(jī)過濾，濾液流入量筒計(jì)量，壓縮空氣從壓力料槽排空管 排出。板框壓慮機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸：框厚度11mm過濾總面積0.048m。單個(gè)濾框面積=0.0

17、06m2空氣壓縮機(jī)規(guī)格型號(hào)：V 0.08/8 ，最大氣壓0.8Mpa。四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)(一)實(shí)驗(yàn)步驟：1、配制含 CaC(38%13%( wt%)的水懸浮液。2、 開啟空壓機(jī)，打開閥 2、閥3,關(guān)閉閥1閥4、閥5，將壓縮空氣通入配料槽，使CaCQ懸浮液攪拌均勻。3、正確裝好濾板、濾框及濾布。濾布使用前用水浸濕。濾布要繃緊，不能起皺（注意：用螺 旋壓緊時(shí)，千萬不要把手指壓傷，先慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使板框合上，然后再壓緊） 。4、等配料槽料液攪拌均勻后，關(guān)閉閥3，打開閥 5 及壓力料槽上的排氣閥，使料漿自動(dòng)由配料桶流入壓力料槽至其視鏡 2/3 處，關(guān)閉閥 5。5、打開閥 4，通壓縮空氣至壓力料槽，使

18、容器料漿不斷攪拌。壓力料槽的排氣閥應(yīng)不斷排氣， 但又不能噴漿。6、調(diào)節(jié)壓力料槽的壓力到需要的值。主要依靠調(diào)節(jié)壓力料槽出口處的壓力定值調(diào)節(jié)閥來控制 出口壓力恒定，壓力料槽的壓力由壓力表讀出。壓力定值閥已調(diào)好，從左到右分別為1#壓力：O.IMPa； 2#壓力：0.2MPa； 3#壓力：0.3MPa。考慮各個(gè)壓力值的分布，從低壓過濾開始做實(shí)驗(yàn) 較好。7、放置好電子天平，按下電子天平上的“on”開關(guān)，打開電子天平，將料液桶放置到電子天平上。打開并運(yùn)行電腦上的“恒壓過濾測定實(shí)驗(yàn)軟件” ，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面，做好準(zhǔn)備工作，可以 開始實(shí)驗(yàn)。&做O.IMPa壓力實(shí)驗(yàn)：并打開閥 6、閥9及閥10開始加壓過濾。

19、等流量穩(wěn)定時(shí)，單擊實(shí)驗(yàn)軟 件上的“ O.IMPa壓力實(shí)驗(yàn)”按鈕，進(jìn)行 O.IMPa壓力實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)軟件自動(dòng)計(jì)算時(shí)間間隔的過濾 量并記錄數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，以供數(shù)據(jù)處理軟件之用。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)做完后，軟件自動(dòng) 停止。9、做0.2MPa壓力實(shí)驗(yàn)：打開閥7、閥9及閥10開始加壓過濾。等流量穩(wěn)定時(shí)，單擊實(shí)驗(yàn)軟件 上的“ 0.2MPa壓力實(shí)驗(yàn)”按鈕，進(jìn)行 0.2MPa壓力實(shí)驗(yàn)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)做完后，軟件自動(dòng)停 止。10、做0.3MPa壓力實(shí)驗(yàn)：并打開閥 8、閥9及閥10開始加壓過濾。等流量穩(wěn)定時(shí)，單擊實(shí)驗(yàn) 軟件上的“ 0.3MPa壓力實(shí)驗(yàn)”按鈕，進(jìn)行 0.3MPa壓力實(shí)驗(yàn)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)做完后，軟件自

20、動(dòng)停止。11、實(shí)驗(yàn)完成后打開數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。12、 手動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在濾液從匯集管剛流出的時(shí)候作為開始時(shí)刻，每次V取800ml左 右，濾液量可以由電子天平處讀出。 記錄相應(yīng)的過濾時(shí)間At 及濾液量。每個(gè)壓力下，測量8 10個(gè)讀數(shù)即可停止實(shí)驗(yàn)。13、每次濾液及濾餅均收集在小桶，濾餅弄細(xì)后重新倒入料漿桶，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要沖洗濾框、濾 板及濾布不要折，應(yīng)用刷子刷。（二）注意事項(xiàng)：1 在夾緊濾布時(shí)，千萬不要把手指壓傷，先慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使板框合上，然后再壓緊。2 .濾餅及濾液循環(huán)下次實(shí)驗(yàn)可繼續(xù)使用。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表 4-1中。計(jì)算結(jié)果列于表 4-2中。表4-1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2 p = 1.

21、0kg/cm2 p = 1.5kg/cm2 p= 2.0kg/cm V (ml) t( s) V (ml) t( s) V ( ml) t( s)表4-2 計(jì)算結(jié)果2 p= 1.0kg/cm2 p = 1.5kg/cm2 p= 2.0kg/cm q(nVm2) t / q(sm/m3)q(m/m2) q(m*/m2) t / q(sm/m3)q(m/m2) q(ni/m2) t / q(smf/m3)q(m/m2)表4-3 不同壓力下的 K值 p ( kg/cm2)過濾常數(shù)k（ m/s）1.01.52.01、以累計(jì)濾液量q對(duì)t作圖；2、 以 1對(duì)q qi作圖。求出過濾常數(shù) K和qe,并寫出完整

22、的過濾方程式；q qi3、求出洗滌速率，并與最終過濾速率進(jìn)行比較；六、思考題1 當(dāng)操作壓強(qiáng)增加一倍，K值是否也增加一倍？要得到同樣的過濾液，過濾時(shí)間是否縮短一半?2為什么過濾開始時(shí)，濾液常常有點(diǎn)混濁，過段時(shí)間后才變清？3. 在過濾中，初始階段為什么不能采取恒壓操作？4. 如果濾液的粘度比較大，你考慮用什么方法改善過濾速率？5. 濾漿的濃度和過濾壓差對(duì)過濾常數(shù)K有何影響？實(shí)驗(yàn)七填料吸收塔體積傳質(zhì)系數(shù)的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解填料塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；2掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；3 了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對(duì)總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響;二、基本原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一。由于CO氣

23、體無味、無毒、廉價(jià)，所以氣體吸收實(shí)驗(yàn)常選擇CQ作為溶質(zhì)組分。本實(shí)驗(yàn)采用水吸收空氣中的CQ組分。一般CQ在水中的溶解度很小，即使預(yù)先將一定量的 CO氣體通入空氣中混合以提高空氣中的CO濃度，水中的CO含量仍然很低,所以吸收的計(jì)算方法可按低濃度來處理，并且此體系CO氣體的解吸過程屬于液膜控制。因此，本實(shí)驗(yàn)主要測定 Kxa和Hdlo1 計(jì)算公式填料層高度Z為ZL xi dxZ dZHol Nol0Kxa X2 x x式中： LF體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m 2 s);K<a以X為推動(dòng)力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / (m 3 s);H ol相總傳質(zhì)單元高度，mN OL相總傳質(zhì)

24、單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mGmx21八2Nol rln(1 A)mx;A2 測定方法(1) 空氣流量和水流量的測定本實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測得空氣和水的流量，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件(溫度和壓力)和有關(guān)公式換算 成空氣和水的摩爾流量。(2 )測定填料層高度 Z和塔徑D;(3) 測定塔頂和塔底氣相組成 y1和y2；(4) 平衡關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)的平衡關(guān)系可寫成y = mx式中：m 目平衡常數(shù)，m=E/PE 亨利系數(shù)，E= f(t) , Pa,根據(jù)液相溫度由附錄查得;P 總壓，Pa,取 1atm。對(duì)清水而言，X2=0,由全塔物料衡算G(yi y2) L(xi X2)可得Xi。三、實(shí)驗(yàn)裝置1 裝置流程實(shí)驗(yàn)裝

25、置如圖1所示。本實(shí)驗(yàn)裝置流程：由自來水來的水經(jīng)離心泵加壓后送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由 壓縮機(jī)送來的空氣和由二氧化碳鋼瓶來的二氧化碳混合后，一起進(jìn)入氣體中間貯罐，然后再直 接進(jìn)入塔底，與水在塔進(jìn)行逆流接觸，進(jìn)行質(zhì)量和熱量的交換，由塔頂出來的尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量 計(jì)后放空，由于本實(shí)驗(yàn)為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程看成是等溫操 作。圖1吸收裝置流程圖1、2-手閥3-取樣口4-排氣口5-取樣口6-有機(jī)玻璃塔節(jié)7-噴淋頭8-壓力表9-氣體流量調(diào)節(jié)閥門10-氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)11-氣體取樣口 12-氣體溫度傳感器13-儀表控制箱14-液體溫 度傳感器15-液體流量調(diào)節(jié)閥16-液體轉(zhuǎn)子

26、流量計(jì) 17-壓力表18-壓力定值調(diào)節(jié)閥 19-空氣 壓縮機(jī)20-CO2鋼瓶21-減壓閥2 主要設(shè)備(1 )吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm塔裝有金屬絲網(wǎng)板波紋規(guī)整填料，填料層總高度1200mm塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。填料塔底部有液封裝置，以避免氣體泄漏。(2) 填料：金屬絲網(wǎng)板波紋規(guī)整填料，規(guī)格：100 X 100。(3) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)；介質(zhì)條件取大流量最小刻度標(biāo)定介質(zhì)標(biāo)定條件空氣4mi/h0.4 m 3/h空氣20 C 1.0133 X 105PaCQ250 L/h25 L/h空氣20 C 1.0133 X 105Pa水600L/h60 L/

27、h水20 C 1.0133 X 105Pa(4) 空壓機(jī)：壓力 0.8MPa，排氣量0.08 m3/min ;(5) 二氧化碳鋼瓶鋼瓶；四、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)步驟(1) 熟悉實(shí)驗(yàn)流程及其配套儀器結(jié)構(gòu)、原理、使用方法及其注意事項(xiàng)；(2) 打開儀表電源開關(guān)；(3) 開啟液體調(diào)節(jié)閥門，讓水進(jìn)入填料塔潤濕填料，仔細(xì)調(diào)節(jié)液體調(diào)節(jié)閥門，使液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量穩(wěn)定在某一實(shí)驗(yàn)值。(塔底液封控制：仔細(xì)調(diào)節(jié)閥門2的開度，使塔底液位緩慢地在一段區(qū)間變化，以免塔底液封過高溢滿或過低而泄氣；(4) 啟動(dòng)空壓機(jī)，打開 CQ鋼瓶總閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥(注意減壓閥的開關(guān)方向與普通閥門的開關(guān)方向相反，順時(shí)針為開，逆

28、時(shí)針為關(guān))，使其壓力穩(wěn)定在 0.10.2Mpa左右；(5) 調(diào)節(jié)CQ轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量，使其穩(wěn)定在某一值；(6 )待塔操作穩(wěn)定后，讀取各流量計(jì)的讀數(shù)，并讀取各溫度讀數(shù)，進(jìn)行取樣并分析出塔頂、塔底氣相組成；(7 )實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉 CQ轉(zhuǎn)子流量計(jì)，液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)，再關(guān)閉空壓機(jī)電源開關(guān)，清理實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)場地。2 .注意事項(xiàng)(1 )固定好操作點(diǎn)后，應(yīng)隨時(shí)注意調(diào)整以保持各量不變。(2) 在填料塔操作條件改變后，需要有較長的穩(wěn)定時(shí)間，一定要等到穩(wěn)定以后方能讀取有關(guān) 數(shù)據(jù)。(3) 由于CO在水中的溶解度很小，因此，在分析組成時(shí)一定要仔細(xì)認(rèn)真，這是做好本試驗(yàn)的關(guān)鍵。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理項(xiàng)目12333.014

29、7774567空氣流量計(jì)顯示值，mf/hr計(jì)前表壓，mmHD溫度，CCO流量計(jì)顯示值，3m/hr計(jì)前表壓，mmHO溫度，C水量流量計(jì)顯示值，mi/hr溫度，C壓力大氣壓，kPa塔頂表壓，mmHO填料層表壓，mm2O濕式流量計(jì)初讀數(shù)終讀數(shù)壓力降，mm2O溫度，C1 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖表示二氧化碳解吸時(shí)體積傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元高度與氣體流量的關(guān) 系。2列出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算示例。六、思考題1 本實(shí)驗(yàn)中，為什么塔底要有液封？液封高度如何計(jì)算？2.測定Kxa有什么工程意義？3 當(dāng)氣體溫度和液體溫度不同時(shí)，應(yīng)用什么溫度計(jì)算亨利系數(shù)?附：二氧化碳液相濃度的氣敏電極分析法1 原理二氧化碳?xì)饷綦姌O是基于界面化學(xué)反

30、應(yīng)的敏化電極，實(shí)際上是一種化學(xué)電池，它以平板玻璃電極為指示電極 AgAgCI為外參比電極，這對(duì)電極組裝在一個(gè)套管中，管中盛有電解質(zhì)溶液（電極充液），管底部緊靠選擇性電極敏感膜。裝有透氣膜使電解液與外部試液隔開，如圖4圖4 33 CO2氣敏電極示意33所示。1 -電嵌甘；2- 葉敘璃電3- 電根內(nèi)充蔽F住璇璃電梅敏將膜：5 透吒Sb6 電IB薩晦幡萍展一可卻電按去*3為F電膠內(nèi)墓比瞎液 劭一內(nèi)喬比電10-Ag-AfCl外參比削稷測定試液中C02時(shí)，向試液中加入適量的酸，使HCO&轉(zhuǎn)化成C02氣體，CO2氣體擴(kuò)散透過透氣膜，進(jìn)入氣敏電極的敏感膜與透氣膜間的極薄液層，使得NaHCO電解質(zhì)溶液

31、平衡發(fā)生移動(dòng)，由玻璃電極測得其 pH值的變化，從而間接測得試液中C02濃度。C02氣敏電極與 Ag-AgCl電極組成如下工作電池：根據(jù)理論分析，此時(shí)電池的電動(dòng)勢為E = K-（ 2.303RT/ F） 1ogHCO3-（430 ）可見，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，溶液中HCO3濃度的對(duì)數(shù)值與電池的電動(dòng)勢E成線性關(guān)系。為此，可配制一系列已知HCO®濃度的溶液，測出其相應(yīng)的電動(dòng)勢，然后把測得的E值對(duì)logHCO3 值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（或回歸成E與logHCO3 -的線性關(guān)系），在同樣條件下測出對(duì)應(yīng) 于欲測溶液的E值，即可從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得試液中的HCO3-（或由回歸方程求得）。2 測試裝置與方法（1）

32、測試儀器PHS 3C型酸度計(jì)（雷磁分析儀器廠）。502 型CO2氣敏電極（電分析儀器廠）。501 型超級(jí)恒溫槽。電磁攪拌器，玻璃夾套杯。50 C精密溫度計(jì)。（2）裝置流程CO2氣敏電極測量裝置流程如圖4 34所示。（3）實(shí)驗(yàn)用藥品NaCl（分析純），NaHCO3分析純），濃硫酸（化學(xué)純），檸檬酸三鈉，AgCl晶體。（4）試驗(yàn)方法（i ）溶液配制 電極充液準(zhǔn)確稱取 O.84O1gNaHCO3（室溫干燥 24h）和5.844gNaCI（100 C干燥），溶于 AgCI飽和液中。 配制成1000ml溶液。 NaHCO標(biāo)準(zhǔn)液準(zhǔn)確稱取 8.40lgNaHCO3(室 溫干燥24h).溶于去離子水中 井稀釋

33、成1000ml ,即成10-1mol/L 溶液，然后逐級(jí)稀 釋成 10-2 10-6mol/L 的NaHCO3 準(zhǔn)液。 0.5mol/L H2SO4 溶液量取98%濃硫酸 27.2mL,t-PHS-3電童攬井Kt 3超SttHiHflr 斗一挨魅fil度汁:5-wisfitrit*了一駭塔喪嘗th g-at拌律用水稀釋成1000mL即可配得。 0.333mol/L檸檬酸三鈉溶液稱取148.5g檸檬酸三鈉，溶于 1000ml水中。(ii )電極預(yù)處理 取出玻璃平板電極浸泡在去離子水中，活化24h以上。但要注意，Ac AgCI電極在活化時(shí)不要浸入水中。 活化后的玻璃平板電極用去離子水和電極充液沖洗

34、，套管亦先后用去離子水和電極充液 沖洗，然后往其中加入一定的充液，裝好電極。 將電極置于去離子水中反復(fù)沖洗直至E>450mV這時(shí)取出電極，吸干水分，電極方可使用。(iii) 試驗(yàn)方法取25ml試液置于玻璃夾套杯中，開動(dòng)恒溫水浴和電磁攪拌器，并向杯中注人2.5ml、0.333mol/L檸檬酸三鈉溶液，等溫度穩(wěn)定后，再向杯加5ml,0.5mol/L H2SO4 溶液，等酸度計(jì)所顯毫伏數(shù)降至最低時(shí)，記下該讀數(shù)值，這就是所要測得的數(shù)據(jù)。倒去杯試液，用去離子水沖洗玻璃夾套杯和電極，使電極的毫伏數(shù)E>450mV用濾紙吸干電極套管外殼及膜外的水分，再測另一試液。測量大量試樣時(shí)，應(yīng)盡可能先測低濃度

35、，后測高濃度，這樣可以縮短平衡時(shí)間。3數(shù)據(jù)處理(1) ElgCO2的關(guān)系：按上述實(shí)驗(yàn)方法：在每次開實(shí)驗(yàn)前，由實(shí)驗(yàn)室人員測定30 C時(shí)NaHCO標(biāo)準(zhǔn)液的毫伏數(shù)，并回歸出Elg(CO2)關(guān)系式，并存于吸收實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理程序中，供實(shí)驗(yàn)者使用。(2) 實(shí)驗(yàn)測得試樣的毫伏數(shù)代人回歸方程，即可求得液相中CO2濃度。(3) 計(jì)算示例：，試問當(dāng)吸收已知30C條件下，NaHCO標(biāo)準(zhǔn)液的回歸方程為 E= 45.5lg(CO2)+230.5 mV塔塔底液相試樣在 30C相同條件下測得的電動(dòng)勢為346mV時(shí)，其濃度為多少？解：代人上述回歸方程得lg CO 2346230 .545 .52.538則塔底液相的摩爾分率為

36、10 2.358 /55.565.21 10實(shí)驗(yàn)八篩板式精餾塔實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解篩板精溜塔和附屬設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)。2 掌握精溜過程的基本操作方法。3 測定塔頂、塔底及塔板上的液相組成，據(jù)此求取全回流工況下的理論塔板數(shù)全塔效率和單板效率。4 調(diào)節(jié)精溜塔的進(jìn)、出料量和塔釜加熱功率，使精溜塔穩(wěn)定達(dá)到所需回流比下的部分回流工況。5 測定塔頂、塔底液相組成，據(jù)此求取回流比下的理論塔板數(shù)和全塔效率。6調(diào)節(jié)精流塔使其穩(wěn)定操作于不同的回流比工況，求取相應(yīng)的全塔效率。7 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納總結(jié)回流比對(duì)精流塔分離效率的影響。通常用塔的二、基本原理在板式精流塔的精溜過程中，每一層塔板的汽、液相間進(jìn)行著熱、質(zhì)傳遞

37、， 塔板效率表示塔板上傳質(zhì)的完善程度。最常用的有單板效率和全塔效率。單板效率直接反映單 獨(dú)一層塔板上傳質(zhì)的優(yōu)劣，常用于塔板研究中，而全塔效率是反映整個(gè)塔的平均傳質(zhì)效果，常用于板式塔的設(shè)計(jì)中。 1全回流操作時(shí)的單板效率和全塔效率。1.1 單板效率 單板效率指氣相(或液相)經(jīng)過實(shí)際塔板的組成變化值與經(jīng)過理論板所達(dá)到的組成變化值 之比，單板效率統(tǒng)稱由實(shí)驗(yàn)測的。汽相單板效率：Emv=(yn-yn+1)/(yn ' -yn+1)液相單板效率：Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn ' )式中： yn ， yn+1 離開第塊塔板的蒸汽組成，摩爾分?jǐn)?shù)xn-1,xn 離開第塊塔板的液體組

38、成 , 摩爾分?jǐn)?shù)y*n 與成平衡的氣相組成 , 摩爾分?jǐn)?shù) xxn* 與 T 成平衡的液相組成 , 摩爾分?jǐn)?shù)考慮到全回流操作時(shí)的操作線方程:則5-1式可以寫成 :Emv = (xn-1-xn)/(yn*-xn)1.2 全塔效率ET = (NT- 1)/NP X 100%式中： NT 一定分離任務(wù)所需要的理論塔板數(shù)，包括蒸餾釜NP 完成一定分離任務(wù)所需要的實(shí)際塔板數(shù)，本裝置 NP=8在精流塔中全回流操作時(shí)，操作曲線在圖上為對(duì)角線，根據(jù)塔底的組成在操作線和平衡線 見作梯級(jí)，即可得到理論塔板數(shù)。2、部分回流操作是全塔效率的測定2.1 精餾段操作線方程yn+1 =Rxn/(R+1) + XD/ (R+1

39、)2.2 提餾段操作線方程ym+1 =L'xm/(L' -W)- Wxw/(L' -W)2.3 線方程y = qx/ (q-1) -XF/ (q-1 )2.4 回流比 R 的確定R = L/D2.5 理論塔板數(shù)根據(jù)以上計(jì)算得到的精餾段操作向方程和q線方程，以及取樣得到的餾出液組成Xd,塔釜組成XW進(jìn)料液組成XF,在y-x圖上用圖解法即可得到理論塔板數(shù)NT。2.6 全塔效率ET' =( NT -1 ) /NP X 100%3、精餾過程穩(wěn)定連續(xù)操作條件3.1 物料衡算 : F=W+D(1) 總物料不平衡時(shí) , 進(jìn)料量大于出料量 ,回引起淹塔 ,相反會(huì)引起干塔 , 最

40、終會(huì)導(dǎo)致破壞精餾 塔的正常操作 .(2) 各物料的平衡 :FXF=WXW+DXD當(dāng)進(jìn)料量F,進(jìn)料組成XF以及產(chǎn)品的分離要求 XW,XD定的情況下，應(yīng)嚴(yán)格保證餾出液 D 和釜液W的采出率.3.2 分離能力3.3 正常的汽、液負(fù)荷量精餾塔操作時(shí) , 應(yīng)有正常的氣、液負(fù)荷量,避免發(fā)生以下不正常的操作。( 1 )液末夾帶( 2 )漏夜( 3)溢流液泛三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程本塔為精餾篩板塔,全塔共有八塊塔板,全塔高度為 2.5 米,塔身的尺寸結(jié)構(gòu)為：塔徑0 57 X 3.5mm塔板間距為 80mm溢流管截面積為 80mm2溢流堰高度為10mm塔板間距為4mm 每塊塔板上開有直徑為1.5mm的小孔，正三角形排

41、列，空間距為6mm蒸餾釜尺寸為：©108X4X400mm冷凝器為溢蛇管式換熱器，換熱面積為0.06m2,管外走蒸汽，管走冷卻水，原料液槽為一 #300X 3X 350mm 不銹鋼容器， 頂部有放空管及與泵相連得入口管， 下部有向塔供料得出口管.本實(shí)驗(yàn)采用的旋渦式水泵，型號(hào)為20W 20,流量為0.72m3/h，揚(yáng)程為精餾裝置流程示意圖四、實(shí)驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)熟悉本實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)，流程和測量儀表，了解各部件的作用和儀表的使用方法。預(yù)見配制15%乙醇-丙醇于料液槽，啟動(dòng)旋渦泵，將料液打入高位槽。啟動(dòng)總電源開關(guān)，啟動(dòng)塔釜加熱及塔身伴熱，觀察塔釜、塔身、塔頂溫度及塔板上的氣液接觸狀況，發(fā)現(xiàn)

42、塔頂溫度開始上升時(shí)，打開塔頂冷凝裝置。測定全回流條件下的單板效率及塔板效率：在一定回流量下，全回流一段時(shí)間，待該塔操作參數(shù)穩(wěn)定后，即可雜塔頂、塔釜及塔板山個(gè)取樣，用阿貝折光儀進(jìn)行分析。測定部分回流條件下的全塔板效率。建議進(jìn)料量維持在3L/h，回流比2-4。實(shí)驗(yàn)完畢，停止加熱，關(guān)閉塔釜加熱及塔身伴熱，待無下降液時(shí)，關(guān)閉冷凝裝置。注意：（1）塔釜液位應(yīng)在250-300毫米之間，不要過低，以免加熱時(shí)燒壞電加熱器。（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要開啟塔頂防空閥，以保證精餾塔的常壓操作。（3） 正常操作事塔板壓降小于 180mmtO若操作時(shí)塔板壓降過高，請及時(shí)增加冷卻 水量，并對(duì)塔釜加熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。五、報(bào)告要求1、直

43、角坐標(biāo)紙上繪制 X-Y圖，用圖解法求出理論塔板數(shù)。2、求出全塔效率和單板效率。六、思考題1、試分析產(chǎn)品不合格的原因及調(diào)節(jié)方法。2、怎樣的鼓泡狀況才算正常，正常是塔氣液兩相流動(dòng)的特點(diǎn)是什么？3、分析影響精餾塔操作穩(wěn)定的因素有那些？如何判斷已達(dá)到穩(wěn)定？4、改變回流比對(duì)塔的操作有何影響？5、影響全塔效率的主要因素有那些？6、精餾塔操作中，塔釜壓力為什么是一個(gè)重要操作參數(shù)？塔釜壓力與哪些因數(shù)有關(guān)？7、板式塔汽液兩相的流動(dòng)特點(diǎn)是什么？&操作中增加回流比的方法是什么？能否采用減少塔頂出料量D的方法？9、精餾塔在操作過程中，由于塔頂采出率太大而造成產(chǎn)品不合格，恢復(fù)正常的最快、最有效的方法是什么？10

44、、本實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)料狀況為冷態(tài)進(jìn)料，當(dāng)進(jìn)料量太大時(shí)，為什么會(huì)出現(xiàn)精餾段干板，甚至出現(xiàn)塔頂既沒有回流又沒有出料的現(xiàn)象？應(yīng)如何調(diào)節(jié)？11、在部分回流操作時(shí)，你是如何根據(jù)全回流的數(shù)據(jù)， 選擇一個(gè)合適的回流比和進(jìn)料口位置的?如果在精餾操作中，回流比等于或者小于最小回流比，是否表示精餾操作無法進(jìn)行？12、如果增加本塔的塔板數(shù)，在相同的操作條件下是否可以得到純乙醇？為什么？13、總板效率、單板效率、點(diǎn)效率有何不同？若測定部分回流時(shí)的效率需要測定哪些組成？14、為什么一般可以把塔釜當(dāng)成一塊理論板處理？附錄：技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)（一）乙醇-丙醇平衡數(shù)據(jù)（摩爾分率）序號(hào)123456T C97.1693.8592.6691

45、.6088.3286.25X00.1260.1880.2100.3580.461Y00.2400.3180.3390.5500.650序號(hào)7891011TC84.9884.1383.0680.5978.38X0.5460.6000.6630.8441.0Y0.7110.7600.7990.9141.0以上平衡數(shù)據(jù)摘自:J.Gembli ng,U.O nken Vapor-Liquid Equilbrium Data Collectio n-Orga nic HydroxyCompou nds:Alcohol(p.336)（二）乙醇-丙醇折光率與溶液濃度的關(guān)系（以乙醇的濃度為基準(zhǔn)）序號(hào)12345

46、6X (w)00.03730.09550.15200.21310.2770X (w)00.04810.12090.18920.26080.332925 C1.38611.38521.38391.38291.38001.378040 C1.38031.37981.37881.37711.37581.3740序號(hào)789101112X(w)0.33930.38810.45840.52120.58770.6530X(w)0.40080.45240.52430.58640.64990.710325 C1.37691.37591.37451.37341.37191.370140 C1.37291.3718

47、1.36971.36851.36711.3653序號(hào)131415161718X(w)0.72100.76780.83390.91090.95911.0X(w)0.76300.81150.86730.93010.96831.025 C1.36871.36721.36531.36391.36291.360840 C1.36401.36311.36081.35981.35811.3571折光率與質(zhì)量分率間的關(guān)系可按下列回歸式計(jì)算:25 CW=56.60579-40.84584nd40 C W=59.28144-42.76903n d其中：W為乙醇的質(zhì)量分率:n d為折光率讀數(shù)。（以上數(shù)據(jù)均由實(shí)驗(yàn)測得

48、）實(shí)驗(yàn)九填料精餾塔實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解連續(xù)精餾塔的基本結(jié)構(gòu)及流程。2掌握連續(xù)精餾塔的操作方法。3 學(xué)會(huì)填料精餾塔等板高度的測定方法。4 .確定部分回流時(shí)不同回流比對(duì)精餾塔效率的影響。:、基本原理等板高度（HETP等板高度（HETP是指與一層理論塔板的傳質(zhì)作用相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨?。它的大小取決于填料的類型、材質(zhì)與尺寸，受系統(tǒng)物性、操作條件及塔設(shè)備尺寸的影響，一般由實(shí)驗(yàn)測定。對(duì)于雙組分物系，根據(jù)平衡關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)測得塔頂產(chǎn)品組成滄、料液組成Xf、熱狀態(tài)q、殘液組成XWHETP= Z/Nt。回流比R和填料層高度Z等有關(guān)參數(shù)，用圖解法求得理論板數(shù)后，即可確定:三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程本實(shí)驗(yàn)裝置為填料精餾塔，其

49、特征數(shù)據(jù)如下：塔徑68mm塔填料層總高度 Z=1.6m （亂堆），進(jìn)料位置距填料層頂面1.2m處，即精餾段填料層高為1.2m，提餾段填料層高 0.4米。填料為不銹鋼高效0環(huán)，其尺寸為 10 x 10mm塔釜液體加熱采用電加熱，塔頂冷凝器為盤管換熱器。供料采用微計(jì)量泵進(jìn)料。填料精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示：fJL3132333426272835373839404119242536圖1精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1-可移動(dòng)框架 2-塔釜液位指示器 3-塔釜排污閥4-電加熱管5-塔釜溫度傳感器6-閥17-進(jìn)料泵8-進(jìn)料取樣口9-閥2 10-進(jìn)料轉(zhuǎn)子流量計(jì)11-閥312-閥413-閥514-原料罐排污閥15-

50、原料罐排空閥16-禁錮腳17-移動(dòng)輪子18-冷凝器19-冷凝盤管20-塔頂排氣管21-玻璃視盅22-進(jìn)料閥門123-冷卻水閥門24-進(jìn)料口閥門225-填料塔節(jié)26-冷卻水調(diào)節(jié)閥門27- 28- 29 塔壓降壓力表 30-塔頂出料溫度傳感器 31-回流分配器電磁閥32-回流緩沖罐33-回流溫度傳感器34-回流轉(zhuǎn)子流量計(jì)35-成品取樣口36-成品罐排空閥 37-閥6 38-閥7 39-成品罐40-成品罐排污閥 41-原料罐圖2配料管路圖1-塔釜排污閥2-閥83-閥9 4-閥25-閥36-閥47-閥5 8原料罐排污閥9-閥1010-循環(huán)泵11-塔釜排空閥12-塔釜13-閥6 14-成品罐排空閥15-閥11 16-閥7 17-成品罐18-成品罐排污閥19-原料罐排空閥 20-原料罐2 儀表控制面板圖3儀表控制板1-回流比電源開關(guān)2-儀表電源開關(guān)3-