填料吸收塔實驗

1、實驗7 填料吸收塔實驗一、實驗?zāi)康模?）了解填料吸收塔的結(jié)造及流程，熟悉操作；（2）測定通過干、濕填料層的壓強(qiáng)降與氣速的關(guān)系曲線；（3）掌握和測定填料吸收塔的總傳質(zhì)系數(shù)的測定方法并分析其影響因數(shù)；（4）學(xué)習(xí)氣液連續(xù)接觸式填料塔利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問題的方法。二、實驗原理（1）氣體至上而下通過填料層時，由于局部及摩擦阻力而產(chǎn)生壓強(qiáng)降，當(dāng)氣體通過干填料層時，氣體的壓強(qiáng)降僅于氣體的流速有關(guān)，其性質(zhì)與管路中流體阻力相似，在雙對數(shù)座標(biāo)繪呈直線關(guān)系。當(dāng)塔內(nèi)有液體噴淋時，氣體通過填料層壓強(qiáng)降，不但與氣速有關(guān)而且與噴淋密度有關(guān)，當(dāng)噴淋密度一定，氣速較小壓強(qiáng)降和氣速關(guān)系與干填料層時相似，當(dāng)氣體量增大到某值時

2、，壓強(qiáng)降與氣速關(guān)系線的斜率開始增大，塔內(nèi)會出現(xiàn)液體被部分截留，積聚以及鼓泡浮動和噴射等一系列現(xiàn)象，稱為液泛。液泛現(xiàn)象的初始點（條件）稱為液泛點，液泛點是氣速與壓降關(guān)系線的另一個轉(zhuǎn)折點。通過實驗以測得液泛點，液泛開始后可觀察到液體逐漸充滿填料空隙，氣體只能鼓泡上升，壓力降急劇增大與氣流速度成垂直關(guān)系。（2）本實驗以水吸收空氣中的氨氣，反映吸收性能的主要參數(shù)是吸收系數(shù)。在填料塔內(nèi)的總吸收過程，可用總吸收方程式來表示。 以上方程式中 即是要測的總體積吸收系數(shù)。此系數(shù)可看成氣相總吸收系數(shù)與單位體積的有效吸收面積的乘積，而a·HS三個量相乘即是總吸收面積。由實驗可測得NALym代入上式中即可得

3、到的間接測量值。由物料衡算：其中V惰性氣體（空氣）流量 Kmol NH3空氣/h用轉(zhuǎn)子流量計測取的流量是在P壓強(qiáng)和t溫度下的體積流量： 對平衡線符合亨力定律并且濃度很低時，平衡關(guān)系： 可用表示，此時操作線與平衡線為直線塔底和塔頂液相組成分別為X1和X2 噴淋水量 (kol/h)對于塔頂氣相組成，這里采取化學(xué)吸收法測得，將塔頂氣體與具有一定體積和一定濃度的硫酸溶液在一特制容器內(nèi)接觸反應(yīng)，塔頂氣體中的氨氣與硫酸反應(yīng)到完全中和時，即可算出參加反應(yīng)的氨氣量，而未參加反應(yīng)的空氣，又用濕式流量計測出體積數(shù)，于是： （比摩爾） VONH322.1VsNs (推導(dǎo)從略）整理三、實驗裝置本實驗用水吸收空氣氨氣混

4、合氣體中的氨。設(shè)備主體是用有機(jī)玻璃制作的填料塔，內(nèi)裝12×12拉西環(huán)填料。空氣由羅茨風(fēng)機(jī)（或葉氏風(fēng)機(jī)）經(jīng)緩沖罐進(jìn)入管線。在進(jìn)塔前與氨氣混合配成一定濃度的混合氣體，由塔底進(jìn)入塔內(nèi)，流量由轉(zhuǎn)子流量計計量，氨氣由液氨鋼瓶供給，經(jīng)減壓閥緩沖罐進(jìn)入管路與空氣混合。水由高位槽經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量由塔頂噴淋。吸收液經(jīng)液封裝置排出塔外，經(jīng)吸收后尾氣由塔頂排出，并設(shè)有取樣管，將尾氣引人吸收盒進(jìn)行濃度測定。在各相應(yīng)的部位設(shè)有壓差計，溫度計等測量儀表。四、實驗方法1、塔性能測定（1）實驗前的準(zhǔn)備工作：熟悉實驗裝置及流程、觀察氨氣、空氣、水、各系統(tǒng)之間的關(guān)系，檢查各部位是否正常，對照實驗裝置思考操作方法。（2）

5、先開吸收液（水）調(diào)節(jié)閥，使填料充分潤濕后控制流量在合適數(shù)值。（3）全開風(fēng)機(jī)旁路閥門關(guān)閉進(jìn)口閥，啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥（進(jìn)轉(zhuǎn)子流量計）調(diào)節(jié)流量，當(dāng)進(jìn)口閥達(dá)到全開程度時再增加流量可關(guān)閉小旁通閥門。（4）用上述方法測取濕填料壓強(qiáng)降（與進(jìn)氣量關(guān)系）直到出現(xiàn)液體泛現(xiàn)象為止。記錄12組以上數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)間隔要合理。2、吸收系數(shù)測定（5）確定適宜空氣量和吸收劑（水）用量，開啟閥門、調(diào)好。（6）將吸收盒內(nèi)放入2左右的稀硫酸溶液（濃度已知）并滴入12滴甲基紅指示液接好管線。閉上玻璃旋塞看好濕式流量計指針的位置。（7）開氨氣并調(diào)節(jié)氨減壓閥，使氨緩沖罐內(nèi)壓強(qiáng)在0.050.08MPa表壓范圍，如無泄漏再打開氨氣調(diào)節(jié)閥使氨氣通過轉(zhuǎn)

6、子流量計進(jìn)入系統(tǒng)與空氣混合，氨氣進(jìn)入量應(yīng)事先估算好，（約占空氣流量的3%左右）。（8）通入氨氣后，吸收塔很快達(dá)到穩(wěn)定吸收（約0.51分鐘）后，打開尾氣玻璃旋塞，進(jìn)行尾氣組成測定。記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。（9）共做三次上述測定(三組數(shù)據(jù))要求空氣量和吸收劑量(水)各改變一次。（10）停車時先閉氨全閥、全開風(fēng)機(jī)旁路閥，關(guān)閉空氣轉(zhuǎn)子流量計閥門，然后在停電，整理有關(guān)設(shè)備和儀器。五、注意事項（1）開風(fēng)機(jī)前一定要全開旁路閥門，全閉轉(zhuǎn)子流量計閥(防止沖擊浮子)，停風(fēng)機(jī)時也一樣。（2）打開氨氣瓶閥門和使用氨減壓閥時一定要特別慎重，必須要清楚使用方法后再動（一般由教師開啟），停用時一定要想好關(guān)閉方向后在關(guān)閉。（3）每次測

7、定后（即硫酸液體變色后）應(yīng)馬上關(guān)閉氨氣轉(zhuǎn)子流量計閥門。下次測定時再打開。（4）發(fā)現(xiàn)氨氣或其他流體有明顯的泄漏時，要及時報告，需停車時，一定要按步驟停車。（5）注意壓力計使用和調(diào)整。（6）不可在不通入空氣的情況下向塔內(nèi)通入氨氣。六、記錄表格和數(shù)據(jù)處理七、數(shù)據(jù)處理（1）在雙對數(shù)座標(biāo)上作出空塔速度與壓強(qiáng)降的圖線，作出質(zhì)量流速與壓強(qiáng)降關(guān)系線。（2）求出吸收塔的總體積吸收系數(shù)a 測量值，并將計算過程中的主要參數(shù)制成表格八、實驗討論題（1）實驗的主要內(nèi)容是什么？說明需要測取的內(nèi)容？（2）選擇吸收操作條件應(yīng)考慮什么問題？（3）硫酸吸收法測定尾氣組成的原理和方法如何？（4）實驗過程中應(yīng)注意什么問題。（5）全塔壓強(qiáng)降和氣流速度有何關(guān)系？在雙對數(shù)座標(biāo)上應(yīng)是什么圖線？（6）什么是載液和液泛現(xiàn)象？對吸收操作有何影響？（7）什么是吸收速率方程？什么是吸收推動力？什么是吸收速率和吸收系數(shù)？測定總體積吸收系數(shù)有何意義？（8）改變液體噴淋量和改變氣體量對吸收有何影響？（9）吸收系數(shù)和什么因素有關(guān)？（10）什么是亨力定律？本實驗用亨力定律解決什么問題？（11）羅茨風(fēng)機(jī)為什么要用旁路和旁路調(diào)節(jié)閥？哪些流體輸送機(jī)械需要旁路？哪些不需要旁路？（12）查取亨力系數(shù)的溫度值應(yīng)如何確定？說明道理？（13）以水吸收空氣中的氨氣是屬于氣膜控制過程，還是液膜控制過程？能否以你的實驗