文档介绍：实验八吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的⒈了解填料塔吸收装置的基本结构及流程; ⒉掌握总体积传质系数的测定方法; ⒊测定填料塔的流体力学性能; ⒋了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响; ⒌了解气相色谱仪和六通阀在线检测 CO 2浓度和测量方法; 二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于 CO 2 气体无味、无毒、廉价,所以气体吸收实验选择 CO 2作为溶质组分是最为适宜的。本实验采用水吸收空气中的 CO 2组分。一般将配置的原料气中的 CO 2浓度控制在 10% 以内,所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。又 CO 2 在水中的溶解度很小,所以此体系 CO 2 气体的吸收过程属于液膜控制过程。因此,本实验主要测定 K xa和H OL。⒈计算公式: 填料层高度 h为: OL OLNH daK Ld????????? XXX h0XX Xhh 令:吸收因数 mV LA?,则: ]XY XY)1 ln[( 1 1 bb abAm mAA N OL?????? OL x OLN haK LH????? OL XH LaK 式中: h──填料层高度, m; L──液体的摩尔流量, kmol/s ; Ω──填料塔的横截面积, m 2; K xa──以△X为推动力的液相总体积传质系数, kmol/(m 3·s); H OL──液相总传质单元高度, m; N OL──液相总传质单元数,无因次; X a,X b── CO 2在塔顶、塔底液相中的摩尔比浓度,无因次; Y a,Y b── CO 2在塔顶、塔底气相中的摩尔比浓度,无因次。⒉测定方法(a) 空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量,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。(b) 测定塔顶和塔底气相组成 y b和y a; (c) 平衡关系。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,根据液相温度测定值由附录查得; P──总压, Pa。对清水而言, Xa=0, 由全塔物料衡算)XX()YY(V abab???L ,可得 X b。三、实验装置与流程⒈装置流程本实验装置流程如图所示:水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后,一起进入气体混合稳压罐,然后经转子流量计计量后进入塔底,与水在塔内进行逆流接触,进行质量和热量的交换,由塔顶出来的尾气放空,由于本实验为低浓度气体的吸收,所以热量交换可略,整个实验过程可看成是等温吸收过程。⒉主要设备(a) 吸收塔:高效填料塔,塔径 100mm ,塔内装有金属丝网板波纹规整填料,填料层总高度 2000mm 。塔顶有液体初始分布器,塔中部有液体再分布器,塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置,以避免气体泄漏。(b) 填料规格和特性:金属丝网板波纹填料:型号 JWB —700Y ,填料尺寸为φ100 × 50mm ,比表面积 700m 2/m 3; (c) 转子流量计; 介质条件最大流量最小刻度标定介质标定条件空气 16m 3 / m 3 /h空气 20℃ ×10 5 Pa CO 260 L/h 10 L/h 空气 20℃ ×10