實(shí)驗(yàn)九填料塔吸收實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)九填料塔吸收實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解填料吸收塔的結(jié)構(gòu)和基本流程2、熟悉填料吸收塔的操作3、觀察填料吸收塔的流體力學(xué)行為并測(cè)定在干、濕填料狀態(tài)下填料層壓降與空塔氣速的關(guān)系4、測(cè)定總傳質(zhì)系數(shù)Kya,并了解其影響因素二、基本原理氣體吸收是常見(jiàn)的傳質(zhì)過(guò)程，它是利用液體吸收劑選擇性吸收氣體混合物中某種組分，從而使該組分從混合氣體中得以分離的一種操作。對(duì)穩(wěn)定的低濃度物理吸收過(guò)程，根據(jù)吸收過(guò)程的物料衡算及傳質(zhì)速率方程有：V(Y1-Y2)=K?yaQ?Z?AYm故K?ya?V(Yl?Y2)??Z??Ym式中：V，通過(guò)吸收塔的惰性氣體量即空氣

2、的摩爾流量，kmol/h丫1、丫2，氣相入口、出口溶質(zhì)摩爾比，kmol溶質(zhì)/kmol惰性氣體塔的有效吸收面積即塔的截面積，mZ,填料層高度，m2?Ym,對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)定操作過(guò)程吸收系統(tǒng)的V、Yl、Y2、0、Z及AYm,即可計(jì)算出K?ya值。（1）空氣流量V的測(cè)定空氣流量按下式計(jì)算即可：Qoair?C?Qoair?ToP0PP17TT1air及V?lQoair22.43式中：To、Po、Qo,空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度、壓力、流景，K、Pa、m/hT、P、Qair,轉(zhuǎn)子流量計(jì)標(biāo)定狀態(tài)下空氣的溫度、壓力、流量，單位同上Tl、

3、P1，空氣進(jìn)入轉(zhuǎn)子流量計(jì)前的溫度、壓力，K、PaC，轉(zhuǎn)子流量計(jì)系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)為1.00V，空氣的摩爾流量，Kmol/h（2）溶質(zhì)（氣體）入塔濃度Y1的測(cè)定Y1?P丙酮Pair或Y1?P丙酮PT?P丙酮kmolNH3/kmolair式中：PT，入塔前混合氣體總壓（Pa），本裝置可設(shè)定在0.02MPa（表壓）左右P丙酮，入塔溫度t下丙酮分壓，可近似認(rèn)為丙酮在t溫度不達(dá)到飽和，其飽和蒸汽壓服從Antoine方程：InP丙酮=A-B/（C+1），式中P丙酮、t單位分別為mmHg及C，常數(shù)A、B、C分別為16.6513、2940.46和23

4、7.22。0此外，亦可由氣相色譜法進(jìn)行定量分析。（3）尾氣出塔濃度丫2測(cè)定Y2由氣相色譜儀測(cè)定。丫2吸收劑出口溶質(zhì)濃度XIX1?V?Y1?Y2??X2kmol溶質(zhì)/kmolH2OL式中：L,吸收劑(清水)用量，Kmol/hX2,吸收劑(清水)中溶質(zhì)濃度(單位同前)，本實(shí)驗(yàn)中X2=0。(4)平衡常數(shù)m、平衡濃度Y*、對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力?Ym的計(jì)算Y??mXl?l?mXm丙酮E丙酮丙酮2及E=2.20+0.015+0.0001t(atm)?PT?Ym?Yl?Yl????Y2?Y2???Y?YlnY?Yl2?1?2三、實(shí)驗(yàn)裝置四、操作步驟

5、(1)檢査水槽液位是否足夠，需要時(shí)應(yīng)為水槽加水。(2＞檢查汽發(fā)器內(nèi)液位是否在要求的范圍內(nèi)，必要時(shí)應(yīng)為汽化器加丙酮。(3)啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，待空壓機(jī)出U壓力達(dá)到額定壓力后(會(huì)自動(dòng)停機(jī))，緩慢打開(kāi)氣體流量計(jì)閥門(mén)進(jìn)氣，進(jìn)□壓力控制在0.006MPa,流量控制在0.04?0.08m3/h之間；(4)灌泵后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)泵。(5)在L=0及L為某一定值時(shí)，改變V，分別測(cè)定在兩種情況下的填料層壓降與空塔氣速的關(guān)系數(shù)據(jù)。注意觀察當(dāng)L一定時(shí)，隨著V的改變，填料塔內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象。若還未看見(jiàn)液泛現(xiàn)象則可同時(shí)加大L。(3)打開(kāi)吸收塔的水進(jìn)口閥進(jìn)水，

6、嚴(yán)格控制料液的流量在35?45L/h范(4)打開(kāi)丙酮加熱開(kāi)關(guān)，打開(kāi)進(jìn)氣溫度控制儀表，將進(jìn)氣溫度設(shè)定為50?55°C。(5)待操作穩(wěn)定以后，從塔頂、塔底取樣口同時(shí)取樣分析。(6)增加氣相流量，重復(fù)操作7以取得另外一組數(shù)據(jù)。(7)如果分析結(jié)果證明，增加氣相流量后，塔頂出口氣相與塔底出口液相中溶質(zhì)含量上升，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果基木合理，吸收實(shí)驗(yàn)則已完成。(8)關(guān)閉進(jìn)口液相的控制閥終止加料，關(guān)閉離心泵電源，關(guān)閉進(jìn)氣溫度控制器停止加熱，待塔內(nèi)液相全部流完以后再關(guān)閉氣相進(jìn)口閥。(9)遇緊急情況需直接斷電源，但斷電后必須把所有的開(kāi)關(guān)和閥都關(guān)上。五、數(shù)

7、據(jù)記錄及整理要求(1)按照相應(yīng)實(shí)際內(nèi)容，列出原始數(shù)據(jù)記錄表格；(2＞作出L=0時(shí)的AP—U空曲線；(3)作出L^O時(shí)的AP—U空曲線，并找出泛點(diǎn)氣速；(4＞計(jì)算不同操作條件的Kya;(4)從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果，歸納總結(jié)木實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)論，并討論分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素。思考題11=0時(shí)，AP—U空曲線與L矣0時(shí)的AP—U空曲線有什么不同之處？2.哪些因素會(huì)影響吸收系數(shù)KYa，如何影響？3.對(duì)于一個(gè)既定的吸收塔，可否允許在小于最小液汽比的情況下操作？4.填料吸收塔為什么必須有液封裝置，液封裝置是如何設(shè)計(jì)的？5.在吸收塔中有哪些

8、因素可以改動(dòng)？6.本吸收過(guò)程是氣膜控制還是液膜控制？6.當(dāng)吸收塔排出的吸收液全部或部分循環(huán)使用，會(huì)對(duì)吸收操作有什么影響？7.吸收實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前為什么要測(cè)定干塔及一定噴淋量L下，填料層壓降與空塔氣速AP—U空的關(guān)系？對(duì)于L#0時(shí)，填料層的壓降?P主要來(lái)源于哪幾個(gè)方面？