填料塔实验报告

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KYα。

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。

填料吸收塔吸收系数的测定

填料吸收塔是常用于化工、环保和石油化工行业的一种重要设备，主要用于对废气、排放物、气体等进行吸收反应，从而实现气体的净化和废气的处理。而填料吸收塔的执行效果和工作稳定性，直接与填料的吸收系数有关。因此，正确测定填料吸收塔吸收系数，对设备的选型和应用非常重要。

填料吸收塔的吸收系数是指填料在吸收塔中吸收某种气体分子时的吸收性能，它是衡量填料吸收性能的关键参数。填料吸收系数越高，吸收塔的工作效率就越高，反之则会降低吸收塔的吸收效率。

填料吸收塔吸收系数的测定方法主要有工程经验法和实验测定法两种。

1. 工程经验法

工程经验法是通过工程实际应用的经验来推算吸收塔的吸收系数。具体方法是，根据工程设计参数、填料类型和形状、气体性质等因素，在实际应用过程中逐步调整塔内气流和填料结构，再通过实际操作的数据对吸收塔的吸收系数进行估算和推算。

2. 实验测定法

(1) 实验器材准备：实验中需要准备一个实验吸收塔、一个气体取样器、一些填料和一台气体分析仪器。

(2) 实验前准备：将实验吸收塔充满液体，然后加入少量的填料，在填料外部注入气体，使气体与填料充分接触。然后在气体取样器内取样，经分析后可以确定气体中浓度的变化。

(3) 实验数据处理：实验中需要记录填料和液体的质量和体积，以及气体进口和出口的流量、浓度等参数。处理实验数据时，可以通过设计实验来测定吸收塔的吸收系数。

填料吸收塔吸收系数受到多种因素的影响，主要有以下几个方面：

1. 填料密度和形状

填料的密度、形状和表面性质等对吸收系数影响很大。一般来说，填料的密度越小、表面积越大，其吸收效率就越高。在同样的表面积下，不同形状的填料的吸收效率也不同，悬浮球型填料的吸收效率较高。

2. 液相性质

液体的性质如浓度、粘度和表面张力等，都会对吸收系数产生一定的影响。例如，液相中添加一定量的表面活性剂，能够提高气液吸收的速率。 3. 温度和压力

实验报告

课程名称：过程工程原理实验指导老师：叶向群成绩：

实验名称：填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验类型：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

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KYα。

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。 专业：化学工程与工艺

姓名：_王乐涛

学号：3100103235

日期：2012.12.8

地点：教十2210

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。

一、实验目的

1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。

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的测定方法并分析其影响因素。

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

本实验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Kxa=ALaVb的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。

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 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。

本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式：

mpXAxVaKG••

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