1、填料吸收裝置（TX200B）實驗指導書 填料吸收裝置實驗指導書填料塔吸收傳質系數(shù)的測定一、實驗目的1了解填料塔吸收裝置的基本結構及流程；2掌握總體積傳質系數(shù)的測定方法；3了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法。二、基本原理氣體吸收是典型的傳質過程之一。由于CO2氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實驗常選擇CO2作為溶質組分。本實驗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，所以吸收的計算方法可按低濃度來處理，并且此體系CO2氣體的解吸過程屬于液膜控制。因此，本實驗主要測定Kxa和HOL。1

2、計算公式填料層高度Z為式中：L 液體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m2·s)； Kxa 以X為推動力的液相總體積傳質系數(shù)，kmol / (m3·s)； HOL 液相總傳質單元高度，m； NOL 液相總傳質單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mG   2 測定方法（1）空氣流量和水流量的測定本實驗采用轉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）和有關公式換算成空氣和水的摩爾流量。（2）測定填料層高度Z和塔徑D；（3）測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；（4）平衡關系。本實驗的平衡關系可寫成y = mx 式中：m 相平衡常數(shù)，m=E/P；E 亨利系

3、數(shù)，Ef(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；P 總壓，Pa，取1atm。對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1 。三、實驗裝置1 裝置流程1液體出口閥1；2風機；3液體出口閥2；4氣體出口閥；5出塔氣體取樣口；6U型壓差計；7填料層；8塔頂預分離器；9進塔氣體取樣口；10氣體小流量玻璃轉子流量計（0.4-4m3/h）；11氣體大流量玻璃轉子流量計（2.5-25 m3/h）；12液體玻璃轉子流量計（100-1000L/h）；13氣體進口閘閥V1；14氣體進口閘閥V2；15液體進口閘閥V3；16水箱；17水泵；18液體進口溫度檢測點；19混合氣體溫度檢測點；20風機旁路閥圖5-1 吸收裝置

4、流程圖本實驗裝置流程：由自來水源來的水送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由風機送來的空氣和由二氧化碳鋼瓶來的二氧化碳混合后，一起進入氣體混合罐，然后再進入塔底，與水在塔內(nèi)進行逆流接觸，進行質量和熱量的交換，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，整個實驗過程看成是等溫操作。2主要設備（1）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)整填料或環(huán)散裝填料，填料層總高度2000mm.。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。（2）填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料：型號JWB700Y

5、，規(guī)格100×100mm，比表面積700m2/m3。（3）轉子流量計：介質條 件常用流量最小刻度標定介質標定條件空氣4m3/h0.5 m3/h空氣20 1.0133×105PaCO22L/min0.2 L/minCO220 1.0133×105Pa水600L/h20 L/h水20 1.0133×105Pa在本實驗中提供了兩種不同量程的玻璃轉子流量計，使得氣體的流量測量范圍變大，實驗更加準確。（4）空氣風機：型號：旋渦式氣機（5）二氧化碳鋼瓶；（6）氣相色譜分析儀。四、實驗步驟與注意事項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構、原理、使

6、用方法及其注意事項；（2）打開混合罐底部排空閥，排放掉空氣混合貯罐中的冷凝水；（3）打開儀表電源開關及空氣壓縮機電源開關，進行儀表自檢；（4）開啟進水閥門，讓水進入填料塔潤濕填料，仔細調(diào)節(jié)液體轉子流量計，使其流量穩(wěn)定在某一實驗值。（塔底液封控制：仔細調(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）；（5）啟動風機，打開CO2鋼瓶總閥，并緩慢調(diào)節(jié)鋼瓶的減壓閥；（6）仔細調(diào)節(jié)風機旁路閥門的開度（并調(diào)節(jié)CO2調(diào)節(jié)轉子流量計的流量，使其穩(wěn)定在某一值；）建議氣體流量35 m3/h；液體流量0.6-0.8 m3/h；CO2流量2-3L/min。（7）待塔操作穩(wěn)定后

7、，讀取各流量計的讀數(shù)及通過溫度、壓差計、壓力表上讀取各溫度、塔頂塔底壓差讀數(shù)，通過六通閥在線進樣，利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣體組成；（8）實驗完畢，關閉CO2鋼瓶和轉子流量計、水轉子流量計、風機出口閥門，再關閉進水閥門，及風機電源開關，（實驗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氣口倒壓破壞管路及儀器）清理實驗儀器和實驗場地。2注意事項（1）固定好操作點后，應隨時注意調(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數(shù)據(jù)。五、實驗報告1將原始數(shù)據(jù)列表。2在雙對數(shù)坐標紙上繪圖表示二氧化碳解吸時體積傳質

8、系數(shù)、傳質單元高度與氣體流量的關系。3列出實驗結果與計算示例。六、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控制？4當氣體溫度和液體溫度不同時，應用什么溫度計算亨利系數(shù)？液泛的原因：' i4 : z3 c7 q+ s1、降液板底隙太小，造成降液管處液相成分增多，最后漫到上一層塔板。: ( H/ p/ p9 2、上升蒸汽量太大，造成液相下降阻力增大: H+ E' _$ S$ ' ( c( " 3、進料量增加，處理不過來，造成降液阻力太大4、回流量、蒸汽量同時增加，造成了液層增加5 7 r" (