填料塔吸收实验报告

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<35℃。 (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。

实验题目：填料塔吸收过程实验

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实验4 填料塔吸收过程实验

一、实验目的

(1)了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。

(2)掌握产生液泛现象的原因和过程。

(3)明确吸收塔填料层压降ΔP与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。

(4)掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数Kya的方法。

(5)熟悉分析尾气浓度的方法。

(6)掌握气液体积转子流量计使用方法和安装要求，湿式流量计的使用方法和连接要求。

二、实验任务

(1)观察在一定液体喷淋密度下，当气速增大到一定程度时产生的液泛现象，测得液泛气速，并根据液泛气速确定操作气速。

(2)根据实际测得的原始数据，在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。

(3)测定含氨空气-水系统在一定的操作条件下的体积吸收系数Kya。

(4)根据改变气相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的大小，判断此吸收过程是属气膜控制还是液膜控制。

(5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。

三、实验装置

填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程示意图见图1。

本实验装置的主要设备有填料吸收塔1、旋涡泵2、空气转子流量计3、四个U形管差压计(13、14、15、16)、氨气钢瓶4、氨气压力表5、氨气减压阀6、氨气稳压罐7、氨气转子流量计8、水转子流量计9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。

本实验物系为水-空气-氨气。由旋涡气泵产生的空气与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨气混合后进入填料塔底部。吸收剂水从塔顶喷淋而下，从塔底经液封装置排出。气液在填料层内接触、传质，经吸收后的尾气从塔顶排出。很少量的一小部分尾气通过三通阀引进洗气瓶，洗气瓶内装有已知浓度和一定体积量的稀硫酸，尾气与稀硫酸进行中和反应，经吸收后的尾气通入湿式流量计后放空。从湿式流量计可以测出此小部分尾气经过洗气瓶的空气体积量。

实验五填料吸收塔实验

一、实验目的及任务

1.了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2.掌握总体积吸收系数的测定方法；

3.了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响；4.了解气体流速与压降的关系；5.测定规定条件下的总吸收系数；

6.综合几个组的实验结果，分析操作条件对总吸收系数的影响；3.测定填料塔的流体力学性能。

二、基本原理

2.1流体力学实验

填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。填料层的压力降△P/Z与空塔气速U的关系如图所示。

当无液体喷淋（L=0）时，△P/Z～U关系在双对数座标中为一斜率在1.8～2.0之间的直线。如图中AB线。当有一定的喷淋量时，（图中曲线1，2，3对应的流体喷淋量依次增大）。△P/Z～U的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将△P/Z～U的关系线分为三个区段，即恒持液量区、载液区与液泛区。当液体喷淋密度达到一定值（如L=L1）后，液体以液膜状流径填料表面，A1B1为恒持液区，此区段中空塔气速较低，气体流速对填料表面上覆盖的液 膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔气速无关，仅随喷淋量的增加而增大。此区段的△P/Z～U关系线与AB线平行，由于持液使填料层空隙率减小，故压降高于相同空塔气速下的干塔压降。随着气速的增加，上升气流与下降液体间的摩擦力开始阻碍液体下流，使填料层的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液现象。开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速（如B1点）。超过载点气速后，△P/Z～U关系线的斜率大于2。在实测时，载点并不明显。如果气速继续增大，由于液体不能顺利下流，而使填料层内持液量不断增多，以致几乎充满了填料层中的空隙，此时，压强降急据升高。△P/Z～U关系线斜率可达10以上。压强降曲线近于垂直上升的转折点称为泛点。（如C1）达到泛点时的空塔气速称为液泛气速或泛点气速。

实验七

填料吸收塔的操作和吸收系数的测定

35 实验七 填料吸收塔的操作和吸收系数的测定

一、 实验目的

１. 了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。

２. 熟悉填料塔的流体力学性能。

３. 掌握总传质系数KYa测定方法。

４. 了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。

二、 实验内容

１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。

２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数KYa。

三、 基本原理

1．填料塔流体力学特性

填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降P的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。

在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降P与空塔气速u的关系可用式P=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线,斜率为1.8-2.0。在有液体喷淋（L0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守Pu1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加到某一值时,由于上升气流与下降液体间的摩擦阻力增大,开始阻碍液体的顺利下流,以致于填料层内的气液量随气速的增加而增加,此现象称为拦液现象,此点为载点，开始拦液时的空塔气速称为载点气速。进入载液区后,当空塔气速再进一步增大,则填料层内拦液量不断增高,到达某一气速时,气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动,填料层的压力将急剧升高,在Pun关系式中,n的数值可达10左右，此点称为泛点。在不同的喷淋密度下,在双对数坐标中可得到一系列这样的折线。随着喷淋密度的增加,填料层的载点气速和泛点气速下降。