实验六吸收实验 1.实验目的 (1)了解填料塔吸收塔的结构与流程： (2)测定液相总传质单元数和总体积吸收系数： (3)了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的影响。 2.基本原理 由于CO,气体无味、无毒、廉价，所以本实验选择C02作为溶质，用水吸收空气中的 CO2。一般将配置的原料气中的CO2浓度控制在10%（质量）以内，所以吸收的计算方法可 按低浓度来处理。 计算公式： 0-4空-+小 Y-mX L出d Kxd-xX=Z0No 式中飞：以AY为推动力的液相总体积吸收系数，km(m·功 NOL 以AX为推动力的液相总传质单元数 A: 71÷ L:水的摩尔流量，kmol/s: 空气的摩尔流量，kmol/s: Z: 填料层高度，m: 面积，m 成：=mX :利系数， Pa,可根据液相温度1查得： P:总压，Pa(取大气压 测定方法： (1)本实验采用转子流量计测得空气和水的体积流量，并根据实验条件（温度和压力） 和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。 (2)测定塔底和塔顶气相组成Y,和Y?(利用气相色谱分析得到质量分率，再换算成摩尔 比 (3)塔底和塔顶液相组成X、的确定：对清水而言，X=0,由全塔物料衡算 g-Y2)=L(X,-X2) 可求出X, 3.实验装置与流程 装置流程如图2 机送来的 知由二氧化而 水在塔内 为低浓度气体的吸收， 填料吸收塔内径为100mm,塔内分别装有金属丝网波纹规整填料和日环散装填料两种， 填料层总高度Z=2m。塔项有液体分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料 支承装置。塔底有液封，以避免气体泄漏。 填料规格和特性：金属丝网波纹填料的型号为JWB一700Y,填料尺寸为100×100mm, 比表面积为700m2m3.0环散装填料尺寸为中10×10mm
实验六 吸收实验 1．实验目的 （1）了解填料塔吸收塔的结构与流程； （2）测定液相总传质单元数和总体积吸收系数； （3）了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积吸收系数的影响。 2．基本原理 由于 CO2 气体无味、无毒、廉价，所以本实验选择 CO2 作为溶质，用水吸收空气中的 CO2。一般将配置的原料气中的 CO2 浓度控制在 10%（质量）以内，所以吸收的计算方法可 按低浓度来处理。 计算公式： + − − − − = A Y mX Y mX A A NOL 1 1 1 2 ln (1 ) 1 1 OL X X X N Z L X X dY Z L K a = − = 1 2 * 式中 KXa ： 以 X 为推动力的液相总体积吸收系数，kmol / (m3·s)； NOL： 以 X 为推动力的液相总传质单元数； A： 吸收因数 m L V A / = ； L： 水的摩尔流量，kmol /s； V： 空气的摩尔流量，kmol /s； Z： 填料层高度，m； ： 塔的横截面积，m2 ； 本实验的平衡关系可写成：Y= mX； 式中 m：相平衡常数，m=E/P； E：亨利系数，E＝f(t)，Pa，可根据液相温度 t 查得； P：总压，Pa（取大气压）。 测定方法： （1）本实验采用转子流量计测得空气和水的体积流量，并根据实验条件（温度和压力） 和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。 （2）测定塔底和塔顶气相组成 Y1 和 Y2（利用气相色谱分析得到质量分率，再换算成摩尔 比）。 （3）塔底和塔顶液相组成 X1、X2 的确定：对清水而言，X2=0，由全塔物料衡算 ( ) ( ) V Y1 −Y2 = L X1 − X2 可求出 X1 。 3．实验装置与流程 实验装置流程如图 2-10 所示。自来水送入填料塔塔顶经喷淋头喷淋在填料顶层。由风 机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体混合贮罐，然后从塔底 进入塔内，与水在塔内进行逆流接触，发生质量传递，由塔顶出来的尾气放空。由于本实验 为低浓度气体的吸收，整个实验过程可看成是等温操作。 填料吸收塔内径为 100mm，塔内分别装有金属丝网波纹规整填料和θ环散装填料两种， 填料层总高度 Z＝2 m.。塔顶有液体分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料 支承装置。塔底有液封，以避免气体泄漏。 填料规格和特性：金属丝网波纹填料的型号为 JWB—700Y，填料尺寸为φ100×100mm， 比表面积为 700m2 /m3。θ 环散装填料尺寸为φ10×10mm
及收 可转子流量计 白数 T 。CO2老自制 吸收液液封控制阀 混合 一空气来自风机 图2-10吸收实验流程简图 生米步聚与注意事项 (1)熟悉实验流程和气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及注意事项： (2)打开总电源、仪表电源开关，启动风机： (3)打开二氧化碳钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与普通 阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关)，使其压力稳定在0.2Mpa左右： (4)开启自来水阀门，让水进入填料塔润湿填料（注意控制塔底液封：仔细调节液封控 制阀的开度，控制塔底液位在一定高度，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气)： (5)分别仔细调节空气、 氧化碳、水的转子流量计的流量，使其稳定在某一数值： 取各流量计的读数及 气相 谱 关流量进 及总电源，放空塔釜中的水 来水、氧化守气流时的数清理实地机、仪表电源 注意事项： (1)打开二氧化碳钢瓶总压之前，确定减压阀处于关闭状态，打开后，最好控制减压阀 的压力为0.2P,不能过高，防止二氧化碳玻璃转子流量计爆炸伤人。 (2)操作条件改变后，需要有较长的稳定时间 等到稳定后方能读取有关数据： 5.实验数据记录 组实人员 装置号： 序气温水温进气流量水流量C0流量进气组成尾气组成
自来水 空气来自风机 CO2来自钢瓶 取样分析 吸收塔 取样 分析 转子流量计 吸收液 尾气 液封控制阀 混合罐 图 2-10 吸收实验流程简图 4．实验步骤与注意事项 实验步骤： （1）熟悉实验流程和气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及注意事项； （2）打开总电源、仪表电源开关，启动风机； （3）打开二氧化碳钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与普通 阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关），使其压力稳定在 0.2Mpa 左右； （4）开启自来水阀门，让水进入填料塔润湿填料（注意控制塔底液封：仔细调节液封控 制阀的开度，控制塔底液位在一定高度，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气）； （5）分别仔细调节空气、二氧化碳、水的转子流量计的流量，使其稳定在某一数值； （6）待塔操作稳定后，读取各流量计的读数及温度显示仪表、压力表的读数，通过六通 阀在线进样，利用气相色谱仪分析塔顶、塔底气相组成（质量％）。 （7）一组测完后，改变相关流量进行下一组实验； （8）实验完毕，调节自来水、二氧化碳、空气流量计的读数至零，关闭风机、仪表电源 及总电源，放空塔釜中的水，关闭二氧化碳钢瓶减压阀、总阀，清理实验场地。 注意事项： （1）打开二氧化碳钢瓶总压之前，确定减压阀处于关闭状态，打开后，最好控制减压阀 的压力为 0.2MPa，不能过高，防止二氧化碳玻璃转子流量计爆炸伤人。 （2）操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定后方能读取有关数据； （3）通过六通阀在线进样进行色谱分析时，进样前要让待测气体连续吹扫取样管线一段 时间（不少于 5 分钟）。 5．实验数据记录 实验日期： 装置号： 同组实验人员： 序 气温 水温 进气流量 水流量 CO2 流量 进气组成 尾气组成
号 (℃)（℃） m3/h) (/h) (/h) (质量%) (质量%) 1 3 4 6.实验结果 算出液相总传质单元数和总体积吸收系数，给出计算示例。 7.思考题 (1)本实验中，为什么塔底要有液封？ (2)为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制？ (3)当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数？ (4)气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数有何影响？
号 (℃) (℃) (m3 /h) (l/h) (l/h) (质量%) (质量%) 1 2 3 4 6．实验结果 算出液相总传质单元数和总体积吸收系数，给出计算示例。 7．思考题 （1）本实验中，为什么塔底要有液封？ （2）为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制？ （3）当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数？ （4）气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数有何影响？