填料吸收塔实验讲义 一、实验目的： ⑴ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能； ⑵ 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法； 二、实验内容： ⑴ 测定填料层压降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速； ⑵ 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（传质单元高度和体积吸收总系数）； 三、实验原理 1.填料塔流体力学特性 压强降决定了塔的动力消耗，是塔设计的重要参数。压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降p 与气速 u 的关系如下图所示： 在双对数坐标系中，无液体喷淋即喷淋量0L0 时，干填料的u~p是一条斜率为1.8~2的直线（图中aa 线）。当有一定的喷淋量时，u~p的关系变成折线，并存在两个转折点，在低气速下（C 点以前）压降正比于气速的1.8~2 次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc 段）。气速增加，出现载点（图中c 点），持液量开始增大，u~p向上弯曲，斜率变大，（图中cd 段）。到液泛点（图中d 点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。这两个转折点将u~p分为三个区段：恒持液量区、载液区与泛液区。 2.传质性能 吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定是获取吸收系数的根本途径。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨，混合气体中氨的浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，方程式mXY * ，又因是常压操作，相平衡常数m 值仅是温度的函数。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为： mpaYAYVKG 所以 )/(mpAaYYVGK 其中 22112211ln)()(eeeemYYYYYYYYY 式中 GA—单位时间内氨的吸收量[kmol/h]； KYa—总体积传质系数[kmol/m3·h]； Vp—填料层体积[m3]； △Ym—气相对数平均浓度差； Y1—气体进塔时的摩尔比，)B(kmol)A(kmol ； Ye1—与出塔液体相平衡的气相摩尔比； Y2—气体出塔时的摩尔比，)B(kmol)A(kmol ； Ye2—与进塔液体相平衡的气相摩尔比。 3.计算公式 (1) 亨利系数 0 . 3 2 5 4 1 6 7t10511905.7t1092857.7E224 (2) 总体积传质系数KYa、气相总传质单元高度HOG mpAY...
