实验六 填料吸收塔体积传质系数的测定 一、实验目的 1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2．掌握总体积传质系数的测定方法； 3．了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 二、基本原理 气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO2 气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO2 作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO2 组分。一般CO2 在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO2 气体通入空气中混合以提高空气中的CO2 浓度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO2 气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定Kxa 和HOL。 1．计算公式 填料层高度Z 为 OLOLxxxZNHxxdxaKLdZz120 式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m2·s)； Kxa 以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m3·s)； HOL 液相总传质单元高度，m； NOL 液相总传质单元数，无因次。 令：吸收因数A=L/mG ])1ln[(111121AmxymxyAANOL 2．测定方法 （1）空气流量和水流量的测定 本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。 （2）测定填料层高度Z 和塔径D； （3）测定塔顶和塔底气相组成y 1 和y 2； （4）平衡关系。 本实验的平衡关系可写成 y = mx 式中： m 相平衡常数，m=E/P； E 亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa，取 1atm。 对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算 )()(2121xxLyyG 可得 x 1 。 三、实验装置 1．装置流程 实验装置如图 1 所示。 本实验装置流程：由自来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由压缩机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐，然后再直接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程看成是等温操作。 图1 吸收装置流程图 1、2-手阀 3-取样口 4-排气口 5-取样口 6-有机玻璃塔节 7-喷淋头 8-压力表 9-气体流量调节阀门10-气体转子流量计 11-气体取样口 12-气体温度传感器 13-仪表控制箱 14-液体温度传感器 15-液体流量调节阀 16-液体转子流量计 17-...
