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填料塔吸收传质系数的测定介绍

编辑:安徽AG亚游集团专业填料有限公司   时间:2014/06/24   字号:
摘要:填料塔吸收传质系数的测定介绍

1.了解填料塔吸收装置的基本结构及流程;

  2.掌握总体积传质系数的测定方法;

  3.了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。

  气体吸收是典型的传质过程之一。由于co2气体无味、无毒、廉价,所以气体吸收实验常选择co2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的co2组分。一般co2在水中的溶解度很小,即使预先将一定量的co2气体通入空气中混合以提高空气中的co2浓度,水中的co2含量仍然很低,所以吸收的计算方法可按低浓度来处理,并且此体系co2气体的解吸过程属于液膜控制。因此,本实验主要测定kxa和hol。

  1. 计算公式

  填料层高度z为

  式中:

  l 液体通过塔截面的摩尔流量,kmol / (m2·s);

  kxa 以△x为推动力的液相总体积传质系数,kmol / (m3·s);

  hol 液相总传质单元高度,m;

  nol 液相总传质单元数,无因次。

  令:吸收因数a=l/mg

  2. 测定方法

  (1)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。

  (2)测定填料层高度z和塔径d;

  (3)测定塔顶和塔底气相组成y1和y2;

  (4)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,根据液相温度由附录查得;

  p 总压,pa,取1atm。

  对清水而言,x2=0,由全塔物料衡算

  可得x1 。

  1. 装置流程

  1-水箱;2-排水阀;3-水泵;4-涡轮流量计;5-液体进口阀;6-液体温度计;7-孔板流量计;

  8-气体进口阀;9-气体温度计;10-二氧化碳钢瓶;11-二氧化碳流量计;12-气体混合灌;

  13-进塔气体取样口;14-风机;15-风机旁路;16-喷淋头;17-填料层;18-液体再分布器;

  19-塔底液封;20-u型压差计;21-出塔气体取样口;22-气体出口阀;23-液体出口阀

  本实验装置流程:由自来水源来的水送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。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,一起进入气体混合罐,然后再进入塔底,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,整个实验过程看成是等温操作。

  2.主要设备

  (1)吸收塔:高效填料塔,塔径100mm,塔内装有金属丝网波纹规整填料或θ环散装填料,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。

  (2)填料规格和特性:金属丝网波纹规整填料:型号jwb—700y,规格φ100×100mm,比表面积700m2/m3。

  (3)转子流量计:

  (4)空气风机:型号:旋涡式气机

  (5)二氧化碳钢瓶;

  (6)气相色谱分析仪。

  1.实验步骤

  (1)熟悉实验流程及弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项;

  (2)打开混合罐底部排空阀,排放掉空气混合贮罐中的冷凝水;

  (3)打开仪表电源开关及空气压缩机电源开关,进行仪表自检;

  (4)开启进水阀门,让水进入填料塔润湿填料,仔细调节液体转子流量计,使其流量稳定在某一实验值。(塔底液封控制:仔细调节液体出口阀的开度,使塔底液位缓慢地在一段区间内变化,以免塔底液封过高溢满或过低而泄气);

  (5)启动风机,打开co2钢瓶总阀,并缓慢调节钢瓶的减压阀;

  (6)仔细调节风机旁路阀门的开度(并调节co2调节转子流量计的流量,使其稳定在某一值;)建议气体流量3-5 m3/h;液体流量0.6-0.8 m3/h;co2流量2-3l/min。

  (7)待塔操作稳定后,读取各流量计的读数及通过温度、压差计、压力表上读取各温度、塔顶塔底压差读数,通过六通阀在线进样,利用气相色谱仪分析出塔顶、塔底气体组成;

  (8)实验完毕,关闭co2钢瓶和转子流量计、水转子流量计、风机出口阀门,再关闭进水阀门,及风机电源开关,(实验完成后我们一般先停止水的流量再停止气体的流量,这样做的目的是为了防止液体从进气口倒压破坏管路及仪器)清理实验仪器和实验场地。

  2.注意事项

  (1)固定好操作点后,应随时注意调整以保持各量不变。

  (2)在填料塔操作条件改变后,需要有较长的稳定时间,一定要等到稳定以后方能读取有关数据。

  1.将原始数据列表。

  2.在双对数坐标纸上绘图表示二氧化碳解吸时体积传质系数、传质单元高度与气体流量的关系。

  3.列出实验结果与计算示例。

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