6吸收(解吸)實驗

6.吸收（解吸）實驗

6.1填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定6.1.1實驗目的

1)．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)．測定填料塔的流體力學性能；

4)．了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響；

5)．了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法；6.1.2重點難點

1)．掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；

2)．測定填料塔的流體力學性能；

3)．了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響；

4)．了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法；

所需學時:4個6.1.3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，所以氣體吸收實驗常選擇CCO2作為溶質(zhì)組分。本實驗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，本實驗主要測定Kxa和HOL。A.計算公式填料層高度Z為

（1－33）

式中：L為液體通過塔截面的摩爾流量，kmol/(m2·s)；

Kxa是以△X為推動力的液相總體積的傳質(zhì)系數(shù)，

kmol/(m3·s)；

HOL為液相總傳質(zhì)單元高度，m；

NOL為液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mG

（1－34）

（1－35）

B.測定方法（1）空氣流量和水流量的測定本實驗采用轉(zhuǎn)子流量計測得空氣和水的流量，并根據(jù)實驗條件（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。本實驗的平衡關(guān)系可寫成y=mx

（１－36）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)液相溫度由附錄查得；

P---總壓，Pa，取1atm。對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1

。6.1.4實驗裝置與流程1〕裝置流程實驗裝置如圖所示。本實驗裝置流程：由高位水槽來的水經(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，一起進入氣體中間貯罐，然后再直接進入塔底，與水在塔內(nèi)進行逆流接觸，進行質(zhì)量和熱量的交換，由塔頂出來的尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后放空，由于本實驗為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個實驗過程看成是等溫操作。吸收裝置流程圖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θ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)波紋填料：型號為JWB—700Y，填料尺寸為φ100×100mm，比表面積700m2/m3。

θ環(huán)散裝填料：（3）轉(zhuǎn)子流量計；（4）空氣壓縮機（5）二氧化碳鋼瓶；（6）氣相色譜儀（型號：SP6800或SP2000）。介質(zhì)條

件最大流量最小刻度標定介質(zhì)標定條件空氣4m3/h0.1m3/h空氣20℃1.0133×105PaCO260L/h10L/h空氣20℃1.0133×105Pa水1000L/h20L/h水20℃1.0133×105Pa6.1.5實驗報告

1)將原始數(shù)據(jù)列表。

2）在雙對數(shù)坐標紙上繪圖表示二氧化碳解吸時體積傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元高度與氣體流量的關(guān)系。

3）列出實驗結(jié)果與計算示例。6.1.6思考題

1）．本實驗中，為什么塔底要有液封？液封高度如