填料吸收塔实验报告.docx
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填料吸收塔实验报告
填料吸收塔实验报告
篇一：
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔
一、实验目的
1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。
2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。
3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。
二、实验原理
填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。
填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。
填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。
填料的作用：
1．增加气液接触面积。
满足
（1）80%以上的填料润湿；
（2）液体为分散相，气体为连续相。
2．增加气液接触面的流动。
满足
（1）合适的气液负荷；
（2）气液逆流。
三、实验步骤
（1）将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。
（2）关闭阀V3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V5。
（3）启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V2，然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。
（4）打开V4，调节空气流量（400L/H~500L/H）;打开V6，调节空气流量
（5）室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y1在12%~14%mol左右；若室内温度较低，可预热空气，使y1达到要求。
（6）要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器，温度t3 （7）各仪表读数恒定5min以后，既可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的试验方案调节有关参数。
（8）A1为取样测y1;A2为取样测y2;
（9）阀V10为控制塔底液面高度，以保证有液封。
四、实验记录
测试方案：
1.固定气体流量，改变液体流量；固定CO2的流量，改变H2O的流量：
2．固定液体流量，改变气体流量。
五、数据整理：
CO2吸收率=（流入的CO2-流出的CO2）/流入的CO21.固定CO2的流量，改变H2O的流量：
2.固定液体流量，改变气体流量：
六、结论
由以上实验数据及图象可知：
固定CO2的流量，改变H2O的流量和固定H2O流量，改变CO2流量对CO2的吸收率的影响完全不一样。
固定CO2的流量，改变H2O的流量，对CO2的吸收率的影响是：
随着CO2的流量的增加，CO2的吸收率逐渐减小，且减小的幅度越来越小；而固定H2O流量，改变CO2流量对CO2的吸收率的影响是不确定的，没有正比例
或者反比例的关系。
所以，要想定向的加大或者减小对CO2的吸收率，最好的办法就是固定CO2的流量，改变H2O的流量，以此达到我们希望得到的结果。
七、思考题
1.质面比常数K值对实验结果有何影响？
为什么？
答:
任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果产生影响。
2.填料吸收塔的优缺点是什么？
答：
填料塔反应器具有结构简单，压力降小，易于适应各种腐蚀介质和不易造成溶液起泡的优点。
填料反应器也有不少缺点：
首先，它无法从塔体中直接移去热量，当反应热较高时必须借助增加液体喷淋量以显热形式带出热量;其次，由于存在最低润湿率的问题，在很多情况下需采用自身循环才能保证填料的基本润湿，但这种自身循环破坏了逆流的原则。
篇二：
填料塔吸收实验
化
工原理实验报告
实验名称：
填料吸收传质系数测定
学院：
专业：
化学工程与工艺
班级：
化工09－3班
姓名：
曾学礼学号0940XX337
同组者姓名：
周锃刘翰卿
指导教师：
日期：
XX
年9月20日
一、实验目的
1.熟悉填料塔的构造与操作。
2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。
3.掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。
4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。
二、实验原理
本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数Kxa，并进行关联，得到Kxa=ALa·Vb的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。
本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。
1.填料塔流体力学特性
气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。
在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。
而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。
随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。
图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影
响开始出现。
压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。
当
气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气
速下，压降急剧上升。
图1填料层压降–空塔气速关系示意图
2、传质实验
填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。
在填料塔中，两相传质
主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：
传质系数法、传质单元法和等板高度法。
本实验是对富氧水进行解吸。
由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。
整理得到相应的传质速率方式为：
GA?
Kxa?
Vp?
?
xm
Kxa?
GAp?
?
xm
?
xm?
（x1?
xe1）?
（x2?
xe2）
x?
xe1ln1
x2?
xe2其中
GA?
L?
x1?
x2?
Vp?
Z?
?
5.相关的填料层高度的基本计算式为：
x1LdxZ?
?
HOL?
NOLKxa?
?
?
x2xe?
x即HOL?
Z/NOL
其中
式中：
NOL?
?
x1x2x?
x2dxL?
1HOL?
xe?
x?
xm，Kxa?
?
三、实验装置流程
图6-2填料吸收塔实验装置流程图
1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氧气瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氧气流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氧气瓶、18-氧气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力
实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氧气由氧气瓶送出,?
经过氧气瓶总阀8进入氧气转子流量计9计量,氧气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。
分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。
?
在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。
吸收液的取样可用塔底6取样口进行。
填料层压降用∪形管压差计13测定。
四、实验步骤及注意事项
1、测量干填料层（△P／Z）─u关系曲线:
先全开调节阀2,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△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据?
然后在双对数坐标纸上以空塔气速u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干
填料层（△P／Z）─u关系曲线。
2、测量某喷淋量下填料层（△P／Z）─u关系曲线:
用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?
转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象,?
一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。
在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下（△P／z）─u?
关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。
3、测量某喷淋量下填料层（△P／Z）─u关系曲线:
用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?
转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象,?
一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。
在对数坐标纸上标出液体喷淋量为50L／h下（△P／z）─u?
关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。
4、实验完毕后，关闭空压机、真空泵、进水阀门、等仪器设备的电源，并将所有仪器复原。
五、原始实验数据（附页）
六、数据处理
测流体力学特性实验数据
传质实验数据
篇三：
浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告
实验报告
课程名称：
过程工程原理实验（乙）指导老师：
叶向群成绩：
__________________实验名称：
吸收实验实验类型：
工程实验同组学生姓名：
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得
填料塔吸收操作及体积吸收系数测定
1实验目的：
1.1了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作；1.2观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速；1.3测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线；1.4测定含氨空气—水系统的体积吸收系数Kya。
2实验装置：
2.1本实验的装置流程图如图1：
2.2物系：
水—空气—氨气。
惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，他们的流量分别通过转子流量计。
水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。
3基本原理：
实验中气体流量由转子流量计测量。
但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。
校正方法如下：
3.2体积吸收系数的测定
对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系为：
相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下：
式中：
E—亨利系数，Pa
P—系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa亨利系数E与温度T的关系为：
lgE=11.468-1922/T式中：
T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。
根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p，即可求得塔内平均压力P。
根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常数m。
3.2.2体积吸收常数
体积吸收常数是反映填料塔性能的主要参数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。
本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。
,可由物料衡算
（X1-X2）式中：
V—惰性气体空气的流量，kmol/h；
—进塔气相的组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；
—出塔气相（尾气）的组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；X1—出塔液相组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；X2=0；
L—吸收剂水的流量，kmol/h。
进塔气相浓度的确定
式中：
—氨气的流量，kmol/h。
根据转子流量计测取得空气和氨气的体积流量和实际测量状态（压力、温度）。
应对其刻度流量进行校正而得到实际体积流量，再由气体状态方程得到空气和氨气的摩尔流量，并由式（8）即可求取进塔气相浓度。
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填料吸收塔实验报告）塔气相（尾气）的组成的确定
用移液管移取体积为Vaml、浓度为Mamol/l的标准硫酸溶液置于吸收瓶中，加入适量的水及2-3滴百里酚兰（指示剂），将吸收瓶连接在抽样尾气管线上（如装置图）。
当吸收塔操作稳定时，尾气通过吸收瓶后尾气中的氨气被硫酸吸收，其余空气通过湿式流量计计量。
为使所取尾气能反映塔内实际情况，在取样分析前应使取样管尾气保持畅通，然后改变三通旋塞流动方向，使尾气通过吸收瓶。
式中：
—氨气的摩尔数，mol；—空气的摩尔数，mol。
尾气样品中氨的摩尔数可用下列方式之一测得：
（i）若尾气通入吸收瓶吸收至终点（瓶内溶液颜色由黄棕色变至黄绿色），则
10-3mol
（ii）若通入吸收瓶中的尾气已过量（瓶中溶液颜色呈蓝色），可用同样标准硫酸溶液滴定至终点（瓶中溶液呈黄绿色）。
若耗去酸量为ml,则
10-3mol尾气样品中空气摩尔数的求取
尾气样品中的空气量由湿式流量计读取，并测定温度
mol式中：
—尾气通过湿式流量计时的压力（由室内大气压代替），Pa；—通过湿式流量计的空气量，l；—通过湿式流量计的空气温度，K；
R—气体常数，R=8314N·m/（mol·K）。
由式（10）（11）可求得和，代人（9）即可得到，根据得到的和，由（7）即可得到。
4实验步骤：
4.1先开启吸收剂（水）调节阀，当填料充分润湿后，调节阀门使水流量控制在适当的数值，维持恒定；4.2启动风机，调节风量由小到大，观察填料塔内的流体力学状况，并测取数据，根据液泛时空气转子流
量计的读数，来选择合适的空气流量，本实验要求在两至三个不同气体流量下测定；
4.3为使进塔气相浓度约为5%，须根据空气的流量来估算氨气的流量，然后打开氨气钢瓶，调节阀门，使氨气流量满足要求；
4.4水吸收氨，在很短时间内操作过程便达到稳定，故应在通氨气之前将一切准备工作做好，在操作稳定之后，开启三通阀，使尾气通入吸收瓶进行尾气组成分析。
在实验过程中，尤其是测量时，要确保空气、氨气和水流量的稳定；
4.5改变气体流量或吸收剂（水）流量重复实验：
本次实验，控制空气流量分别为8-8-9.6m3/h，水流量则相对应为30-36-30l/h；
4.6实验完毕，关闭氨气钢瓶阀门、水调节阀，切断风机电源，洗净分析仪器等。
5实验数据处理：
5.1大气压102400Pa室温11.5填料层高度40.5cm塔径70mm硫酸10ml浓度0.03mol/l液泛气速11-12m3/h
5.3数据处理：
塔截面积Ω=π2
D=0.00385m2P=P0+P表
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