填料塔压降曲线和吸收系数的测定..doc

填料塔压降曲线和吸收系数的测定 姓名：陈晨 班级 学号 实验时间：2010年4月14号 同组：陈咪梓，吴松娉 实验目的 ①了解填料吸收塔的结构、性能、基本流程与操作。 ②熟悉填料式传质设备的流体力学性能。 ③掌握总传质单元高度和总体积传质系数的测定方法。 实验原理 填料塔通常采用圆柱形塔体，在塔内，填料装填在带孔的支撑板上形成填料层，装填方式多种多样，一般可采用“乱堆”方式。气体一般由塔的下放进入，通过支撑板向上通过填料层；液体入塔后通过塔上方的分布器均匀喷洒在填料层上，在填料表面形成液膜，与通过床层缝隙向上流动的气体进行接触，完成传质。 填料塔传质性能好坏与操作条件密切相关，该方面性能的直接体现就是填料塔的流体力学特性，包括填料层压强降和液泛规律。气体通过填料层的压降与空塔气速 的关系可表示为 （319） 在双对数坐标中-u应为一条直线，直线斜率为 。-u关系曲线受喷淋密度影响，对干填料层，值为1.8~2.0，在有喷淋液时，随喷淋量增加，值增加，最大可达到10左右。在取值较大时，随空塔气速增加，床层压降迅速增加，直至造成液泛，破坏操作。测定填料层-u曲线成为控制操作气速和喷淋密度的必要前提。 填料塔在特定条件下的吸收能力可以填料层的体积吸收系数表示。在满足低浓度吸收假定，塔正常逆流操作时，填料层高度的计算式可分别表示为： （320） （321） 式中： — 通过单位面积床层的气体流量（气流密度）， — 通过单位面积床层的液体流量（液流密度）， 、 — 入、出塔的气相摩尔分率，无因次 、 — 入、出塔的液相摩尔分率，无因次 、 — 气、液相传质单元高度， 、 — 气、液相传质单元数，无因次 、 — 气、液相体积传质系数， 计算式中、分别为气相或液相传质平均推动力，其计算式为： （322） （323） 若气液平衡关系可表示为，逆流操作时，气、液推动力可表示为： 测定吸收塔稳态操作时进出塔的气、液浓度；操作温度以及床层直径和填料层高度，进而确定平衡常数，气、液流密度、，即可得到气、液相总传质单元数、和总体积吸收系数、。 实验内容 ①测定干填料层及不同液体喷淋密度下单位床层阻力降与空塔气速 的关系曲线，并确定液泛气速。 ②测量在固定液体喷淋量、不同气体流量时，用水吸收空气–氨混和气体中氨的总传质单元数和总体积吸收系数。 实验装置与流程 实验装置流程图 流程简介 如图3-4所示，空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量流量，流量由放空阀2调节，温度由流量计处的温度温度传感器4传送至显示仪表。氨气由氨瓶送出,经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量流量，其流量由阀10调节，然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部，由于氨气通过转子流量计处的温度不易测量，由实验时的室温近似代替。混合气经填料层后由塔顶放空。水来自自来水管，由阀12调节流量并经水转子流量计11计量流量后进入塔顶，喷洒经过填料层后，由液封管5排出，釜液温度由温度温度传感器20传送至显示仪表。 设备主要技术数据及附件 鼓风机：XGB型旋涡气泵，型号2，最大压力1176kpa，最大流量。 填料塔：玻璃管内径,内装瓷拉西环, 填料层高度。 空气转子流量计：型号LZB-25，流量范围，精度2.5级。 水转子流量计：型号LZB-6，流量范围，精度2.5级。 氨转子流量计：型号LZB-6，流量范围，精度2.5级。 浓度测量：塔顶尾气吸收瓶, 量气管, 水准瓶一套。 温度测量：两点温度转换器及显示仪表一套，转换开关：0-空气温度，1-吸收液温度。 实验方法及步骤 测量干填料层(/Z)-u关系曲线 将调节阀2全开后启动鼓风机，用阀2调节进塔的空气流量，按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降，转子流量计读数和流量计处空气温度,然后在双对数坐标纸上以空塔气速 为横坐标，以单位填料层高度的压降为纵坐标，绘制干填料层(/Z)-u关系曲线。 测定一定喷淋量下填料层(/Z)-u关系曲线 在一定的水喷淋量下（建议水喷淋量为30~40 L/h）采用上述相同方法读取空气流量和填料层压降数据，在双对数坐标纸上绘制(/Z)-u关系曲线。测定时注意观察塔内的气液接触情况，一旦出现液泛则记录对应的空气转子流量计读数，计算夜饭速度。实验数据处理时，参照教科书介绍的方法计算液泛气速，与实验中观察到的液泛气速进行比较。 测定气相总传质单元数和气相总体积吸收系数 ①选泽适宜的