第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共8页填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1．了解填料吸收塔的结构和流程；2．了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；3．掌握吸收总传质系数Kya的测定方法4.学会使用GC二、实验原理吸收操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y2是度量该吸收塔性能的重要指标，但影响y2的因素很多，因为吸收传质速率NA由吸收速率方程式决定。(一).吸收速率方程式：吸收传质速率由吸收速率方程决定：NA=KyaV填Δym或NA=KyAΔym式中：Ky气相总传系数，mol/m3.s；A填料的有效接触面积，m2；Δym塔顶、塔底气相平均推动力，V填填料层堆积体积，m3；Kya气相总容积吸收传质系数，mol/m2.s。从前所述可知，NA的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。(二).影响因素：1．设备因素：V填与填料层高度H、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V填就为一定值。2．操作因素：a．气相总容积吸收传质系数Kya根据双膜理论，在一定的气温下，吸收总容积吸收传质系数Kya可表示成：1Kya=1kya+mkxa又有文献可知：kya=A⋅Ga和kxa=B⋅Lb，综合可得Kya=C⋅GaLb，显然第2页共8页第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共8页Kya与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a、b大小，可讨论气膜控制或液膜控制。b．气相平均推动力Δym将操作线方程为：y=LG(x−x2)+y2的吸收操作线和平衡线方程为：y＝mx的平衡线在方格纸上作图，从图5-1中可得知：Δym=Δy1−Δy2lnΔy1Δy2图5-1吸收操作线和平衡线其中；Δy1=y1−y1¿=y1−mx1，Δy2=y2−y2¿=y2−mx2，另外，从图5-1中还可看出，该塔是塔顶接近平衡。(三).吸收塔的操作和调节：吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸收时，回收率η可近似用下式计算：η=y1−y2y1=1−y2y1吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件：流率L、温度t、浓度x2三个因素。由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法，当气体流率G不变时，增加吸收剂流率，吸收速率NA增加，溶质吸收量L增加，那么出口气体的组成y2减小，回收率η增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数Kya变化较小或基本第3页共8页第2页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共8页不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增大而引起，即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相阻力较大时增加液体的流量。传质系数Kya大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率NA增大，溶质吸收量增大。吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度，使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力1Kya≈mkxa将随之减小，结果使吸收效果变好，y2降低，而平均推动力Δym或许会减小。对于气相控制的吸收过程，降低操作温度，过程阻力1Kya≈1kya不变．但平均推动力Δym增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，其总的结果使吸收效果变好，吸收过程的回收率增加。吸收剂进口浓度x2是控制和调节吸收效果的又一重要因素。吸收剂进口浓度的降低，液相进口处的推动的增大，全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的提高。应当注意，当气液两相在塔底接近平衡（L/G＜m）（见图5－2a）欲降低y2，提高回收率，用增加吸收剂用量的方法更有效。但是当气液两相在塔顶接近平衡时（L/G＞m）（见图5－2b）提高吸收剂用量，即增大L/G并不能使y2明显的降低，只有用降低吸收剂入塔浓度x2才是有效的。ab图5-2L/G大小对操作的影响三、实验要点第4页共8页第3页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共8页1．单元操作-----吸收单元操...
