填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定

1、8888百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：專業(yè)：班級：姓名學(xué)號實(shí)驗(yàn)組號實(shí)驗(yàn)日期指導(dǎo)教師成績實(shí)驗(yàn)名稱填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定、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了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)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

2、屬于液膜控制。因此，本實(shí)驗(yàn)主要測定Kxa和HOL。計(jì)算公式填料層高度Z為z=fZdZ=H.“小0K*OLOLKxaX2X-X*式中:L液體通過塔截面的摩爾流量，kmol/(m2s)；Kxa以AX為推動力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3s)；HOL液相總傳質(zhì)單兀咼度，m；NOL液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mGNol=宀ln(lA)2+AOL1一Ay】一mX測定方法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。測定填料層高度Z和塔徑D；測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；平衡關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)的平衡關(guān)系

3、可寫成y=mx式中：m相平衡常數(shù)，m二E/P；EY利系數(shù)，E=f(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；P，Pa，取1atm。平平百度文庫百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升白我8888對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算G(y-y)=L(x-x)21可得x1o三、實(shí)驗(yàn)裝置1裝置流程1液體出口閥2；2風(fēng)機(jī)；3液體出口閥1；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)分布器；9進(jìn)塔氣體取樣口；10玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)(0.44m3/h)；11混合氣體進(jìn)口閥1；12混合氣體進(jìn)口閥2；13孔板流量計(jì)；14渦輪流量計(jì)；15水箱；16水泵圖7-1吸收裝置流程圖本實(shí)驗(yàn)裝置流程：由自來水源來的水送入填料

4、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e環(huán)散裝填料，填料層總高度2000mm.o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)波紋規(guī)整填料：型號JWB700Y，規(guī)格100X100mm,比表面積700m2/m3。(3

5、)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CO22L/min0.2L/minCO220C1.0133X105Pa空氣風(fēng)機(jī)：型號：旋渦式氣機(jī)二氧化碳鋼瓶；氣相色譜分析儀。四、實(shí)驗(yàn)步驟1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)；打開混合罐底部排空閥，排放掉空氣混合貯罐中的冷凝水；打開儀表電源開關(guān)及風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，進(jìn)行儀表自檢；開啟進(jìn)水閥門，讓水進(jìn)入填料塔潤濕填料，仔細(xì)調(diào)節(jié)玻璃轉(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)；啟動風(fēng)機(jī)，打開CO2鋼瓶總

6、閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥；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35m3/h；液體流量0.6-0.8m3/h；CO2流量2-3L/min。待塔操作穩(wěn)定后，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；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)場地。2注意事項(xiàng)固定好操作點(diǎn)后

7、，應(yīng)隨時(shí)注意調(diào)整以保持各量不變。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)。五、原始數(shù)據(jù)記錄原始數(shù)據(jù)記錄表水(m3/h)流量氣體總流量(m3/h)CO2(L/min)溫度空氣水含量進(jìn)口出口0.642.522.313.50.01990.24490.70.844.*M屬K：ik；K：S.：U特舟GM；工:44e1VKID.屈1WC!.N!ISsriEtsai=:沖taIBM13X-3X據(jù)呦vea+ns炒匣蟲AS*M蜩天“眈屢惑疔4xii世HE244C4afe:：xj：E：i：AH-PR4X*Si*-IF.才阪喘IUH飯土曲4U9B3皿1閥a七杞沙*f=tT或T

8、iSSi*F*U:IBM0.1M13X-JK-空拠&.XIX-開BPiffiia倉時(shí)匱4t*f*-：aiF.沁寶卒uPH揮審ST法強(qiáng)*變色鼻帆肌序2.52.522.322.313.513.50.01990.01990.35520.2502六、數(shù)據(jù)處理單位換算:水：0.6m3/h=600kg/h=(600/3600)*4/(n*18)=0.01179kmol/m2s0.7m3/h=700kg/h=(700/3600)*4/(n*18)=0.01375kmol/m2s0.8m3/h=800kg/h=(800/3600)*4/(n*18)=001572kmol/m2s氣體流量：4m3/h=(4/36

9、00)*4/(n*224)=6316*10-5kmol/m2s二氧化碳：25L/min=006*2.5m3/h=0.15m3/h=(0.15/3600)*4/(n*22.4)=2.368*10-6kmol/m2s8888S2JOH(oz3*g2*2g9)、zz.gs0Z3HUIszmTOUDPs決9169=9szmIOUDlzzso.0出錄nJJoXMyw朵1塀坦枳seXM佞1sirOUI,orZJOHIror9Iy9HOHAHeJo0JomIZ90匕SZCOZHNqHH昌Hqx66E0000窗DOT：月2Z.T【EESI.0+ZSSMOOO*(EESI.0D】HnqxmJI0e+(；u-th

10、n5320A0z3囂3*2g.SBS.ohhosjhoz寸IHmsgTOUI譯2*2g9=Dszmonnlgzso0出錄nJ0Xs0r9Im.9HOHAHeE9SZ.OHIS寸9zahon、0qOH.mzHqx66E0000S呂OKms寸9&H【SIEI0+6000*(siei0D】5IngsOAOZ3關(guān)gs*9Ie9)、62JS.0Hnosnonnp2*2e9HOs苜二0雖6匸30出錄PuoX坦枳H必XM佞1滅*塢址rW昌90痕*垢拴爍I百度文庫百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升白我8888N=_ln（l-Ayb吧+Aol1Aymxbb=1In【（10.1753）*0-002502+0.1753=

11、2.8563m10.17530.000199又.h=2m0hh0dh=-Jxd=H-N00Kaxxx*lolX2H=h/N=2/2.8563=0701mOL0OLKxa=G/HOL=6-316*10-5/0-701=9-001*10-5kmol/m3.s七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論通過對本次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析作圖，經(jīng)過分析得到傳質(zhì)系數(shù)受液體流量的影響較大,受氣體流量的影響較小，隨著氣體流量增大，傳質(zhì)系數(shù)增加，在后面的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，由于傳質(zhì)系數(shù)受氣體流量變化很小，其中有兩個(gè)偏差很大的點(diǎn)只是相對偏差較大，而絕對誤差偏差很小?？梢越普J(rèn)為等于理論值，在圖表解析的過程中，傳質(zhì)系數(shù)幾乎不受氣體流量的影響。八、

12、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？答：保證塔內(nèi)液面，防止氣體漏出，保持塔內(nèi)壓力.U形管液封所需高度是由系統(tǒng)內(nèi)壓力（P1塔頂氣相壓力）、冷凝器氣相的壓力（P2）及管道壓力降（h,）等參數(shù)計(jì)算確定的?？砂词剑?.0.1-1）計(jì)算:H=（P1一P2）X10.2/Yh-式中H.,-最小液封高度，m;Pl,系統(tǒng)內(nèi)壓力;P2受液槽內(nèi)壓力;Y液體相對密度;h-管道壓力降（液體回流道塔內(nèi)的管線）一般情況下，管道壓力降（h-）值較小，可忽略不計(jì)，因此可簡化為H=（P1一P2）X10.2/Y為保證液封效果，液封高度一般選取比計(jì)算所需高度加0.3m-0.5m余量為宜。2測定Ka有什么工程意義？x答:傳質(zhì)系數(shù)Kxa是氣液吸收過程重要的研究的內(nèi)容，是吸收劑和催化劑等性能評定、吸收設(shè)備設(shè)計(jì)、放大的關(guān)鍵參數(shù)之一。3.為什么二氧化碳吸收過