实验六、填料吸收实验.docVIP

实验六 填料塔流体力学特性实验 一、实验目的 1、了解填料塔的构造、流程及操作 2、了解填料塔的流体力学性能。 3、学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。 4、掌握以 ( Y为推动力的总体积吸收系数KYa的测定方法。 二、实验内容 （一）、填料塔流体力学性能测定 1、测量干填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线 2、测量某喷淋量下填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线：选择液相流量，在该液相流量下于最小和最大气体流量之间选择不同的值测定塔的压降，得到塔压降与空塔气速的关系，确定出液泛气速。 （二）传质实验：固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和总体积吸收系数）。 三、 实验装置 （一）、实验装置流程及示意图 空气由鼓风机送入空气转子流量计，空气通过流量计处的温度由温度计测量，空气流量由放空阀调节。氨气由氨瓶送出，经过氨瓶总阀进入氨气转子流量计，氨流量由流量计调节,氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。氨气进入空气管道与空气混合后进入吸收塔底部。水由自来水管经水转子流量计进入塔顶，水的流量由水转子流量计调节。分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶和量气管。在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶内放入5mL已知浓度的硫酸用于吸收尾气中氨。塔底吸收液可用三角瓶于塔底取样口取样。填料层压降用U形管压差计测定。 图1 填料吸收塔实验流程示意图（第一套） 图2 填料吸收塔实验流程示意图（第二套） 1-鼓风机；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-氨瓶阀门；9-氨转子流量计；10-氨流量调节阀；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-氨气瓶；18-氨气温度；20-吸收液温度；21-空气进入流量计处压力。 （2）、设备参数: (1)鼓风机：XGB型漩涡气泵；最大压力1176Kpa；最大流量75m3/h。 (2)填料塔：材质为硼酸玻璃管,内装10×10×1.5瓷拉西环,填料层高度Z=0.4m,填料塔内径D=0.075m (3)空气转子流量计: 型号:LZB--25 流量范围:2.5-25m3/h 精度:2.5% （4）水转子流量计: 型号:LZB--6 流量范围:6-60L/h 精度:2.5% （5）氨转子流量计: 型号:LZB--6 流量范围:0.06-0.6m3/h 精度:2.5% 四、试剂 1、硫酸溶液：约为0.005mol。用于塔顶尾气吸收。实际浓度以标定值为准。 2、硫酸溶液：约为0.05mol。用于滴定塔底吸收液。实际浓度以标定值为准。 3、甲基红指示剂 五、实验方法及操作 （一）、填料塔流体力学性能测定 1、测量干填料层（ΔP/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ΔP(第二套装置还要读取对应的空气流量压强降)、转子流量计读数和流量计处空气温度。然后在对数坐标纸上以空塔气速ｕ为横坐标，以单位高度的压降ΔP/Z为纵坐标，标绘干填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线。 2、测量某喷淋量下填料层（ΔP/Z）－ｕ关系曲线：当水喷淋量为40L/h时，用上面相同方法读取填料层压降ΔP、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40L/h下的（ΔP/Z）－ｕ曲线，确定液泛气速并与观察的液泛气速比较。 （二）、传质实验 1）吸收过程 (1)、选择适宜的空气流量和水流量（建议水流量为30L/h）根据空气流量计算出进塔的氨气流量使混合气体中氨组分为0.02－0.03左右摩尔比。 (2)、先调节好空气流量和水流量，打开氨气瓶总阀8(开度不易过大，以满足氨流量为准)，用氨转子流量计调节氨流量，使其达到需要值，在空气、氨气和水的流量不变条件下，操作一定时间，系统基本稳定后，记录各流量计读数和温度，记录塔底排出液的温度，并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。 （3）加大或减少空气流量，相应地改变氨流量，使混合气体中氨的浓度与第一次实验相同，水流量与第一次实验也应相同，重复上述操作，测定有关数据。 （4）实验完毕后，关闭进水阀门，关闭风机，并将所有仪器复原。 2） 尾气分析方法： a、排出两个量气管内空气，使其中水面达到最上端的刻度线零点处，并关闭三通旋塞。 b、用移液管向吸收瓶内装入2ml浓度约为0.005M左右的硫酸及3ml蒸馏水并加入1－2滴甲基红指示液。 c、将水准瓶移至下方的实验架上，缓慢地旋转三通旋塞，让塔顶尾气通