填料塔吸收過程實驗

1、填料塔吸收過程實驗填料塔吸收過程實驗一、實驗目的：1、了解填料吸收塔的基本結構，熟悉吸收實驗裝置的基本流程，搞清楚每一個附屬設備的作用和設計意圖2、掌握產(chǎn)生液泛現(xiàn)象的原因和過程3、明確吸收塔填料層壓降與空塔氣速u在雙對數(shù)坐標的關系曲線及其意義，了解p?實際操作氣速與泛點氣速之間的關系4、掌握測定含氮空氣水系統(tǒng)的體積吸收系數(shù)的方法YaK5、熟悉分析尾氣濃度的方法6、掌握氣液體積轉子流量計使用方法和安裝要求，濕度流量計的使用方法和連接要求二

2、、實驗原理：氣相體積吸收系數(shù)KYa是反映填料吸收塔性能的主要參數(shù)之一，其值也是設計填料塔的重要數(shù)據(jù)，對相平衡關系遵循亨利定律的物系，氣液平衡關系式為：y=mx由吸收速率方程式可得：KYa=GA／ΩhΔYm)(1)式中：GA－單位時間內溶質(NH3)的吸收量[Kmolh]；Ω－塔截面積[m^2]；h－填料層的高度[m]；a－單位體積填料層所提供的有效接觸面積[m^2m^3]；KYa－氣相體積吸收系數(shù)[Kmolm^3h]；ΔYm－吸收推動力

3、，氣相對數(shù)平均濃度差。通過實驗，求得GA及ΔYm后，就可以求出KYa。1、亨利定律對稀溶液而言，氣相溶質的分壓對液相組成之間有簡單的線性關系，常統(tǒng)稱這種線性關系為亨利定律。亨利定律的幾種表達形式：1.1、液相組成以CA表示：CA=HpA（1）式中：H為溶解度系數(shù)[Kmol(m^3Kpa]。1.2、液相組成以摩爾分率表示：將（1）式改寫，可得：PA=(CH)(CAC)=ExA(2)式中：燙為液相的總摩爾濃度[Kmolm^3]；E為亨利系數(shù)

4、，具有壓力的因次。1.3、溶質在氣相和液相中的組成皆以摩爾分率表示將式（2）兩邊分別用總壓P除之，得PAP=(EP)xA或寫成yA=mxA式中：爉為相平衡常數(shù)，為無因次量。a－單位體積填料層所提供的有效接觸面積[m^2m^3]；KYa－氣相體積吸收系數(shù)[Kmolm^3h]；ΔYm－吸收推動力，氣相對數(shù)平均濃度差。三、實驗設備：本實驗裝置的主體設備是內徑為70毫米的填料吸收塔，塔內裝66不銹鋼壓延孔θ環(huán)填料或16101陶瓷矩鞍填料。物系為

5、水－空氣－氨氣系統(tǒng)。惰性氣體空氣由旋渦氣泵送入；吸收質氨氣由液氨鋼瓶供應；吸收劑為自來水，從塔頂噴淋至填料層與自下而上的含氨空氣進行吸收過程，溶液由塔底經(jīng)液封管流出塔外，經(jīng)吸收后的尾氣由塔頂排至室外，塔底有液相取樣口，自塔頂引出適量尾氣，經(jīng)吸收瓶和濕式流量計作組成分析。1、填料吸收塔填料塔為一直立圓筒，內有填料亂堆在支承板上。氣體從底部被送入，液體在塔頂經(jīng)過分布器被淋灑到填料層表面上。液體在填料表面分散成薄膜，經(jīng)填料間的隙縫下流，亦可能

6、成液滴落下。填料層的潤濕表面就成為氣、液接觸的傳質表面。填料層內氣、液兩相呈逆流接觸（近年來也出現(xiàn)并流式塔，氣體從塔頂進入，可減少阻力及避免液泛〕。兩相的組成是沿塔高連續(xù)改變的，這一點與板式塔內組成作階躍式變化迥然不同。填料塔內的填料是造成氣液兩相充分接觸從而實現(xiàn)相間熱、質傳遞的主要構件。因此，填料層特性對填料塔的流體力學性能和傳質性能將有重要影響。此外，液體分布器、支承板和液體再分布器等附屬構件對填料塔的性能也將產(chǎn)生重要影響。與板式塔

7、相比，填料塔具有結構簡單、壓降小、便于用非金屬材料制作等優(yōu)點。特別是近年來，由于填料結構和塔內構件的不斷改進以及新型填料的不斷開發(fā)，使填料塔不再局限于小塔，而能適應裝置大型化的需要，在某些場合已能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板式塔。2、矩鞍形填料矩鞍又稱英特洛克斯(Intalox)鞍。它是針對弧鞍形填料容易重疊的缺點經(jīng)過改進而成的又一種鞍形填料，常用陶瓷和塑料制作。由于矩鞍形填料的兩面不對稱，且大小不等，因而避免了重疊堆積的現(xiàn)象。矩鞍不僅保持了鞍形類填料

8、的弧形面結構的優(yōu)點，而且由于填料之間基本上呈點接觸的堆積狀態(tài)，使得它比拉西環(huán)通量要大30％以上，效率要高15％以上。矩鞍形填料的性能雖不及鮑爾環(huán)，但制造比鮑爾環(huán)方便。矩鞍形填料的缺點，主要仍是因開式結構，強度差，特別是瓷質填料易破碎，使其應用受到限制。3、吸收瓶吸收瓶是與濕式流量計一起用來作尾氣的組分分析的。瓶中置有10ml標準H2SO4溶液，并加入約100ml去離子水及2～3滴溴百里酚蘭。將吸收瓶連接在抽樣尾氣管線上，當吸收塔操作穩(wěn)定

9、時，尾氣通過吸收瓶及濕式流量計，尾氣中的NH3被吸收，其余空氣量由濕式流量計計量。尾氣通入吸收瓶吸收至終點，瓶內溶液呈綠色。為了使所取尾氣樣反應塔內實際情況，在取樣分析前使取樣管尾氣保持流通，然后改變三通旋塞通路，使尾氣通過吸收瓶及濕式流量計。4、濕式流量計濕式流量計是與尾氣吸收瓶一起用來分析尾氣組成的。濕式流量計計量被吸收瓶吸收去氨氣后的尾氣量，即空氣的流量。通過換算，可以得到尾氣樣品中的空氣的摩爾數(shù)。而尾氣中的氨氣的摩爾數(shù)則由消耗吸