吸收實(shí)驗(yàn)-填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)八吸收實(shí)驗(yàn)—填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馓盍纤昭b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?測(cè)定填料塔的流體力學(xué)性能；4?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；5.了解氣相色譜儀和六通閥在線檢測(cè)CO濃度和測(cè)量方法；2、基本原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過(guò)程之一。由于CO氣體無(wú)味、無(wú)毒、廉價(jià)，所以氣體吸收2實(shí)驗(yàn)選擇CO作為溶質(zhì)組分是最為適宜的。本實(shí)驗(yàn)采用水吸收空氣中的CO組分。一般將22配置的原料氣中的CO濃度控制在10%以內(nèi)，所以吸收的計(jì)算方法可按低濃度來(lái)處理。又2CO在水中的溶解度很小，所以此體系CO氣體的吸收過(guò)程屬于液膜控制過(guò)程。因此，本22實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定Ka和H。x OL計(jì)算公式：填料層高度h為:h=?h=?hdh=0€NOL”Xb =HKa0"xX…一XolX令：吸收因數(shù)A=上mV令：吸收因數(shù)A=上mV，則：1 y一mxN=——ln[(l—A) +A]ol1一A Y一mXbbHOLHOLL=hKa0=Nx OLOL式中：h 填料層高度，m；Q——填料塔的橫截面積，m2；Ka 以AX為推動(dòng)力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3?s)；xH 液相總傳質(zhì)單元高度，m；OLN 液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無(wú)因次；OLX，X——CO在塔頂、塔底液相中的摩爾比濃度，無(wú)因次；ab 2Y，Y——CO在塔頂、塔底氣相中的摩爾比濃度，無(wú)因次。ab 2測(cè)定方法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。測(cè)定塔頂和塔底氣相組成y和y；ba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——亨利系數(shù)，E=f(t).Pa，根據(jù)液相溫度測(cè)定值由附錄查得；P——總壓，Pa。對(duì)清水而言，Xa=0,由全塔物料衡算V(Yb-Y)二L(Xb-X)，可得x。ba b a b三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程裝置流程本實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖所示：水經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后送入填料塔塔頂再經(jīng)噴淋頭噴淋在填料頂層。由風(fēng)機(jī)輸送來(lái)的空氣和由鋼瓶輸送來(lái)的二氧化碳?xì)怏w混合后，一起進(jìn)入氣體混合穩(wěn)壓罐，然后經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(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(lái)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(guò)程可看成是等溫吸收過(guò)程?；旌戏€(wěn)壓耀is混合穩(wěn)壓耀is①去地溝主要設(shè)備吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內(nèi)裝有金屬絲網(wǎng)板波紋規(guī)整填料，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。填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)板波紋填料：型號(hào)JWB—700Y,填料尺寸為?100X50mm,比表面積700m2/m3；(c)轉(zhuǎn)子流量計(jì);介質(zhì)條件最大流量最小刻度標(biāo)定介質(zhì)標(biāo)定條件空氣16m3/h0.1m3/h空氣20°Cx105PaCO260L/h10L/h空氣20°Cx105Pa水1000L/h20L/h水20°Cx105Pa低噪渦輪風(fēng)機(jī)XGB-13；二氧化碳鋼瓶；氣相色譜儀(型號(hào)：GC—2000A)。四、實(shí)驗(yàn)步驟熟悉實(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、使用方法及其注意事項(xiàng);打開儀表電源開關(guān)及風(fēng)機(jī)電源開關(guān)；開啟進(jìn)水總閥，使水的流量達(dá)到600l/h左右。讓水進(jìn)入填料塔潤(rùn)濕填料；塔底液封控制：仔細(xì)調(diào)節(jié)閥門①、②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(guò)高溢滿或過(guò)低而泄氣；打開CO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2的開關(guān)方向相反，順時(shí)針為開，逆時(shí)針為關(guān))，使其壓力穩(wěn)定在左右；仔細(xì)調(diào)節(jié)空氣流量閥至2ma/h,并調(diào)節(jié)CO調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量，使其穩(wěn)定在280l/h；仔細(xì)調(diào)節(jié)尾氣放空閥的開度，直至塔中壓力穩(wěn)定在實(shí)驗(yàn)值；待塔操作穩(wěn)定后，讀取各流量計(jì)的讀數(shù)及通過(guò)溫度數(shù)顯表、壓力表讀取各溫度、壓力，通過(guò)六通閥在線進(jìn)樣，利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣相組成；實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉CO鋼瓶總閥，再關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源開關(guān)、關(guān)閉儀表電源開關(guān)，清理實(shí)2驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理原始數(shù)據(jù)表：填料塔吸收系數(shù)的測(cè)定

班級(jí)—同組者_(dá)實(shí)驗(yàn)日期—裝置編號(hào)—指導(dǎo)教師項(xiàng)目第一組第二組氣相CO2流量1/h壓力MPa混合氣流量M3/h壓力MPa溫度°C液相水流量l/h溫度C全塔壓降mmH2O組成塔底CO2wt%Airwt%塔頂CO2wt%Airw