實驗四填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定

1、4填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定實驗?zāi)康?. 了解填料塔吸收裝置的根本結(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在線檢測CO濃度和測量方法.實驗原理氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一.由于CO氣體無味、無毒、廉價,所以氣體吸收實驗選擇CO作為溶質(zhì)組分是最為適宜的.本實驗采用水吸收空氣中的CO組分.一般將配置的原料氣中的CO濃度限制在10%Z內(nèi),所以吸收的計算方法可按低濃度來處理.又CO在水中的溶解度很小,所以此體系CO氣體的吸收過程屬于液膜限制過程.因此,本實驗主要測定Ka和HOl1)計算公式填料層高度Z為ZZd

2、Zx1"HolNol(61)0KXax2XX式中：L液體通過塔截面的摩爾流量,kmol/(m2-s);KXaAX為推動力的液相總體積傳質(zhì)系數(shù),kmol/(m3-s);HL傳質(zhì)單元高度,m;Ml傳質(zhì)單元數(shù),無因次(62)(63)令：吸收因數(shù)A=L/mG1y1mx2Nolln(1A)-2A1Ay1mx12)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)測定塔頂和塔底氣相組成yi和y2；(3)平衡關(guān)系.本實驗的平衡關(guān)系可寫成y=nx(64)式中：m相平衡常數(shù),n=日P；E亨利系數(shù),E=f(t

3、),Pa,根據(jù)液相溫度測定值由附錄查得；p哥京Pa,取壓力表指示值.對清水而言,X2=0,由全塔物料衡算可得Xi0實驗裝置與流程1裝置流程本實驗裝置流程如圖6-1所示：水經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計后送入填料塔塔頂再經(jīng)噴淋頭噴淋在填料頂層.由風(fēng)機輸送來的空氣和由鋼瓶輸送來的二氧化碳?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)子流量計計量后進(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,由塔頂出來的尾氣放空,由于本實驗為低濃度氣體的吸收,所以熱量交換可略,整個實驗過程可看成是等溫吸收過程.圖61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)板波紋規(guī)整填料,填料層總高度2

4、000mm.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,以防止氣體泄漏.(2)填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)板波紋填料：型號JWB-700Y,填料尺寸為4100X50mm比外表積700m2/m3(3)轉(zhuǎn)子流量計;介質(zhì)條件最大流量最小刻度標(biāo)Ah介質(zhì)標(biāo)定條件空氣6nVh0.1m3/h空氣20Cx105PaCO160L/h10L/h空氣20Cx105Pa水1000L/h20L/h水20cx105Pa(4)層疊風(fēng)機：氣量090m3/h,風(fēng)壓50kPa;(5)二氧化碳鋼瓶；(6)氣相色譜儀(型號：SP6801);(7)色譜工作站：浙大NE200Q實驗步驟與考前

5、須知1)實驗步驟(1)熟悉實驗流程及弄清氣相色譜儀及其配套儀器結(jié)構(gòu)、原理、使用方法及其考前須知；(2)翻開儀表電源開關(guān)及風(fēng)機電源開關(guān)；(3)開啟進(jìn)水總閥,使水的流量到達(dá)400L/h左右.讓水進(jìn)入填料塔潤濕填料(4)塔底液封限制：仔細(xì)調(diào)節(jié)閥門的開度,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)翻開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)方向與普通閥門的開關(guān)方向相反,順時針為開,逆時針為關(guān)),使其壓力穩(wěn)定在左右；(6)仔細(xì)調(diào)節(jié)空氣流量閥至2m,并調(diào)節(jié)CO調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計的流量,使其穩(wěn)定在100L/h160L/h;(7)仔細(xì)調(diào)節(jié)尾氣放空閥的開度,直至塔中壓力

6、穩(wěn)定在實驗值；(8)待塔操作穩(wěn)定后,讀取各流量計的讀數(shù)及通過溫度數(shù)顯表、壓力表讀取各溫度、壓力,通過六通閥在線進(jìn)樣,利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣相組成；(9)改變水流量值,重復(fù)步驟(6)(7)(8).(10)實驗完畢,關(guān)閉CO鋼瓶總閥,再關(guān)閉風(fēng)機電源開關(guān)、關(guān)閉儀表電源開關(guān),清理實驗儀器和實驗場地.2)考前須知(1)固定好操作點后,應(yīng)隨時注意調(diào)整以保持各量不變.(2)在填料塔操作條件改變后,需要有較長的穩(wěn)定時間,一定要等到穩(wěn)定以后方能讀取有關(guān)數(shù)據(jù).實驗報告1)將原始數(shù)據(jù)列表.2)列出實驗結(jié)果與計算例如.思考題1)本實驗中,為什么塔底要有液封？液封高度如何計算？2)測定Kxa有什么工程意義？3)為什么二氧化碳吸收過程屬于液膜限制？4)當(dāng)氣體溫度和液體溫度不同時,應(yīng)用什么溫度計算亨利系數(shù)？實驗數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理結(jié)果例如實驗裝置：1#;操作壓力V氣量吊/hV2水量L/h塔底wt%塔頂wt%Ti氣溫T2液溫800計算結(jié)果塔底液相組成：塔頂液相組成：%液相總傳質(zhì)單元數(shù)：；液相總傳質(zhì)系數(shù)：m3/h測量條件：色譜型號：SP6800A柱類型：填充柱柱規(guī)格：TDX載氣類