填料塔吸收实验数据处理
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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。
填料吸收塔吸收操作及体积吸收系数的测定课程名称:过程工程原理实验(乙)指导老师:成绩:__________________实验名称: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、心得一、实验目的1.了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作。
2.观察填料吸收塔的液泛显现,测定泛点空塔气速。
3.测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。
4.测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K Yα。
二、实验装置1.本实验装置的流程示意图见图5-1。
主体设备是内径70毫米的吸收塔,塔内装10×9×1陶瓷拉西环填料。
2.物系是(水—空气—氨气)。
惰性气体空气由漩涡气泵提供,氨气由液氨钢瓶供应,吸收剂水采用自来水,它们分别通过转子流量计测量。
水葱塔顶喷淋至填料层与自下而上的含氨空气进行吸收过程,溶液由塔底经液封管流出塔外,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。
1—填料吸收塔2—旋涡气泵3—空气转子流量计4—液氨钢瓶5—氨气压力表6—氨气减压阀7—氨气稳压罐8—氨气转子流量计9—水转子流量计10—洗气瓶11—湿式流量计12—三通旋塞13、14、15、16—U型差压计17、18、19—温度计20—液位计 图5-1填料塔吸收操作及体积吸收系数测定实验装置流程示意图三、基本原理(一)填料层压力降ΔP 与空塔气速u 的关系气体通过干填料层时(喷淋密度L =0),其压力降ΔP 与空塔气速u 如图6中直线A 所示,此直线斜率约为1.8,与气体以湍流方式通过管道时ΔP 与u 的关系相仿。
如图6可知,当气速在L 点以下时,在一定喷淋密度下,由于持液量增加而使空隙率减小,使得填料层的压降随之增加,又由于此时气体对液膜的流动无明显影响,在一定喷淋密度下,持液量不随气速变化,故其ΔP ~u 关系与干填料相仿。
co2填料塔气体吸收实验数据处理一、实验背景和目的二氧化碳(CO2)是一种常见的温室气体,其排放量在近年来不断增加,对全球气候变化产生了重要影响。
因此,减少CO2的排放已成为全球关注的焦点。
其中,CO2捕集技术是目前最为有效的解决方案之一。
本次实验旨在通过CO2填料塔吸收实验来研究该技术的应用效果,并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理本次实验采用填料塔吸收法进行CO2捕集。
填料塔是一种常见的气液接触设备,其结构类似于一个高大的圆柱体。
填料塔内部装有大量填充物,通过将含有CO2气体的空气从顶部喷入塔内,并从底部流出液体溶剂,使得两者之间发生物质传递和质量传递过程,达到吸收CO2的效果。
三、实验步骤1.准备工作:清洗填料塔及相关设备,并测量其重量、高度等参数。
2.制备液体溶剂:根据实验要求,在容器中加入适量水和化学试剂,制备出所需的液体溶剂。
3.实验操作:将制备好的液体溶剂倒入填料塔底部,然后将含有CO2气体的空气从顶部喷入填料塔中,并通过底部排液管流出吸收后的溶液。
4.实验数据处理:根据实验结果,计算出CO2的吸收率、容积质量传递系数等指标,并进行数据分析和比较。
四、实验数据处理1. CO2吸收率计算CO2吸收率是指在单位时间内CO2被液体溶剂吸收的百分比。
其计算公式如下:CO2吸收率(%)=(初始CO2浓度-末端CO2浓度)/初始CO2浓度×100%其中,初始CO2浓度是指喷入填料塔前空气中CO2的浓度,末端CO2浓度是指从填料塔底部排出液体后所得到的溶液中CO2的浓度。
2. 容积质量传递系数计算容积质量传递系数是指单位时间内在填料塔内发生物质传递和质量传递过程时所需的空气流量与液体溶剂质量之比。
其计算公式如下:KLa=V/L(C0-Ct)其中,V是填料塔的有效体积,L是液体溶剂的流量,C0和Ct分别是填料塔顶部和底部CO2浓度。
3. 数据分析通过对实验数据的处理和分析,可以得出以下结论:(1)随着空气流量的增加,CO2吸收率逐渐上升,并在一定范围内保持稳定。
六、数据处理1 、干填料塔流体力学性能测定(干填料时)由U 形管压差计读得ΔP ,计算单位填料层高度上的压降ΔP/Z ,塔中空气流速(空塔气速)为2)4(3600D V u nπ=因为空气流量计处温度不是20℃,需要对读数进行校正,空气实际体积流量V n 为: 第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n (m 3/h)第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 (m 3/h)在对数坐标纸上以u为横坐标,ΔP/Z 为纵标坐图,标绘ΔP/Z ~ u关系曲线。
2、湿填料塔流体力学性能测定在一定的液体喷林密度下进行试验,测定液体在塔截面上的喷林密度,其他试验测定数据和数据处理的方法及要求与干填料塔流体力学性能测定时相同。
喷淋密度U=][]/[23m h m 塔截面积流体流量 3、传质实验 (1)空气实际流量 第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n (m 3/h )第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 (m 3/h )(2)氨气实际流量为:实氨气空气读t 27320273++⨯=ρρV V n (m 3/h ) a) 塔底气相浓度 Y 1 =氨气流量空气流量(kmol 氨气/ kmol 空气)注意空气流量、氨气流量的单位相同. ;b)塔顶气相浓度Y 2=24242()22.4H SO H SO M V T V T ⨯⨯÷量气管量(kmol 氨气/ kmol 空气)式中:M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度, mol/l ; V H2SO4------滴定时所消耗标准硫酸溶液的体积, L ; V 量气管-----滴定时量气管中的体积变化值, L ; T 量------操作条件下量气管中的绝对温度, K ; T 0------标准状态时绝对温度, T 0=273.2K ;22.4-----气体在标准情况下的常数, 22.4L /mol c)塔底液相浓度X 1=242432100018H SO H SO NH M V V ⨯⨯(kmol 氨气/ kmol 水)式中:V NH3-----为滴定所准确吸取的塔底流出液的体积 , ml ; M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度, mol/l ; V H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的体积, ml ; d)求△Y m平衡浓度:Y 1*=mX 1 平衡浓度:Y 2*=mX 2 ΔY 1=Y 1-Y 1* ΔY 2=Y 2-Y 2*平均浓度差 ΔY m = (△Y 1-△Y 2)/㏑(△Y 1/△Y 2) (kmol 氨气/ kmol 空气) 气相总传质单元数 N oG =(Y 1-Y 2)/△Y m 气相总传质单元高度 OG OGZH N = (m ) 空气的摩尔流量 0360022.4h V TV T=⨯⨯ ( kmol/s)塔的横截面积 24D πΩ=(m 2)气相总体积吸收系数 Ya OG V K H =⨯Ω〔kmol/(m 3.S)〕回收率 121Y Y Y -η=附:相平衡常数m 与温度T 关系曲线本实验为低浓度吸收,当操作温度压力一定时,m 为常数。