填料吸收裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、填料吸收裝置（TX200B）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 填料吸收裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)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(cè)定方法；3了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法。二、基本原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一。由于CO2氣體無味、無毒、廉價(jià)，所以氣體吸收實(shí)驗(yàn)常選擇CO2作為溶質(zhì)組分。本實(shí)驗(yàn)采用水吸收空氣中的CO2組分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使預(yù)先將一定量的CO2氣體通入空氣中混合以提高空氣中的CO2濃度，水中的CO2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CO2氣體的解吸過程屬于液膜控制。因此，本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定Kxa和HOL。1

2、計(jì)算公式填料層高度Z為式中：L 液體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m2·s)； Kxa 以X為推動(dòng)力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / (m3·s)； HOL 液相總傳質(zhì)單元高度，m； NOL 液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mG   2 測(cè)定方法（1）空氣流量和水流量的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)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(cè)定填料層高度Z和塔徑D；（3）測(cè)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 相平衡常數(shù)，m=E/P；E 亨利系

3、數(shù)，Ef(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,由全塔物料衡算可得x1 。三、實(shí)驗(yàn)裝置1 裝置流程1液體出口閥1；2風(fēng)機(jī)；3液體出口閥2；4氣體出口閥；5出塔氣體取樣口；6U型壓差計(jì)；7填料層；8塔頂預(yù)分離器；9進(jìn)塔氣體取樣口；10氣體小流量玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（0.4-4m3/h）；11氣體大流量玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（2.5-25 m3/h）；12液體玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（100-1000L/h）；13氣體進(jìn)口閘閥V1；14氣體進(jìn)口閘閥V2；15液體進(jìn)口閘閥V3；16水箱；17水泵；18液體進(jìn)口溫度檢測(cè)點(diǎn)；19混合氣體溫度檢測(cè)點(diǎn)；20風(fēng)機(jī)旁路閥圖5-1 吸收裝置

4、流程圖本實(shí)驗(yàn)裝置流程：由自來水源來的水送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由風(fēng)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)入氣體混合罐，然后再進(jìn)入塔底，與水在塔內(nèi)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。2主要設(shè)備（1）吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內(nèi)裝有金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料或環(huán)散裝填料，填料層總高度2000mm.。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）填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料：型號(hào)JWB700Y

5、，規(guī)格100×100mm，比表面積700m2/m3。（3）轉(zhuǎn)子流量計(jì)：介質(zhì)條 件常用流量最小刻度標(biāo)定介質(zhì)標(biāo)定條件空氣4m3/h0.5 m3/h空氣20 1.0133×105PaCO22L/min0.2 L/minCO220 1.0133×105Pa水600L/h20 L/h水20 1.0133×105Pa在本實(shí)驗(yàn)中提供了兩種不同量程的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，使得氣體的流量測(cè)量范圍變大，實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確。（4）空氣風(fēng)機(jī)：型號(hào)：旋渦式氣機(jī)（5）二氧化碳鋼瓶；（6）氣相色譜分析儀。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)流程及弄清氣相色譜儀及其配套儀器結(jié)構(gòu)、原理、使

6、用方法及其注意事項(xiàng)；（2）打開混合罐底部排空閥，排放掉空氣混合貯罐中的冷凝水；（3）打開儀表電源開關(guān)及空氣壓縮機(jī)電源開關(guān)，進(jìn)行儀表自檢；（4）開啟進(jìn)水閥門，讓水進(jìn)入填料塔潤(rùn)濕填料，仔細(xì)調(diào)節(jié)液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)，使其流量穩(wěn)定在某一實(shí)驗(yàn)值。（塔底液封控制：仔細(xì)調(diào)節(jié)液體出口閥的開度，使塔底液位緩慢地在一段區(qū)間內(nèi)變化，以免塔底液封過高溢滿或過低而泄氣）；（5）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，打開CO2鋼瓶總閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥；（6）仔細(xì)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)旁路閥門的開度（并調(diào)節(jié)CO2調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量，使其穩(wěn)定在某一值；）建議氣體流量35 m3/h；液體流量0.6-0.8 m3/h；CO2流量2-3L/min。（7）待塔操作穩(wěn)定后

7、，讀取各流量計(jì)的讀數(shù)及通過溫度、壓差計(jì)、壓力表上讀取各溫度、塔頂塔底壓差讀數(shù)，通過六通閥在線進(jìn)樣，利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣體組成；（8）實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉CO2鋼瓶和轉(zhuǎn)子流量計(jì)、水轉(zhuǎn)子流量計(jì)、風(fēng)機(jī)出口閥門，再關(guān)閉進(jìn)水閥門，及風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，（實(shí)驗(yàn)完成后我們一般先停止水的流量再停止氣體的流量，這樣做的目的是為了防止液體從進(jìn)氣口倒壓破壞管路及儀器）清理實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)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(zhǎng)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)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1將原始數(shù)據(jù)列表。2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)

8、系數(shù)、傳質(zhì)單元高度與氣體流量的關(guān)系。3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(cè)定Kxa有什么工程意義？3為什么二氧化碳吸收過程屬于液膜控制？4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)？液泛的原因：' i4 : z3 c7 q+ s1、降液板底隙太小，造成降液管處液相成分增多，最后漫到上一層塔板。: ( H/ p/ p9 2、上升蒸汽量太大，造成液相下降阻力增大: H+ E' _$ S$ ' ( c( " 3、進(jìn)料量增加，處理不過來，造成降液阻力太大4、回流量、蒸汽量同時(shí)增加，造成了液層增加5 7 r" (