化工原理實(shí)驗(yàn)七演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解填料吸收塔的結(jié)構(gòu)、填料特性及吸收裝置的基本流程。２.

熟悉填料塔的流體力學(xué)性能。３.

掌握總傳質(zhì)系數(shù)KYa測(cè)定方法?，F(xiàn)在是2頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)定干填料及不同液體噴淋密度下填料的阻力降P與空塔氣速u的關(guān)系曲線，并確定液泛氣速。2.測(cè)量固定液體噴淋量和氣體流量時(shí)，用水吸收空氣-氨混和氣體中氨的體積吸收系數(shù)KYa?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一1.填料的流體力學(xué)性能了解填料塔的流體力學(xué)特性是為了計(jì)算填料塔所需動(dòng)力消耗，確定填料塔適宜操作范圍以及選擇適宜的氣液負(fù)荷。填料塔的流體力學(xué)特性的測(cè)定主要是確定適宜操作氣速?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一2．體積吸收系數(shù)KYa的測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)用水吸收空氣-氨混合氣體中的氨氣。氨氣為易溶氣體，操作屬于氣膜控制。在其他條件不變的情況下，隨著空塔氣速增加，吸收系數(shù)相應(yīng)增大。當(dāng)空塔氣速達(dá)到某一值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此時(shí)塔的正常操作被破壞。所以適宜的空塔氣速應(yīng)控制在液泛速度之下。

現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一填料塔（PackedTower）

主要結(jié)構(gòu)：塔體：一般取為圓筒形。內(nèi)件：包括填料支承與壓緊裝置、液體與氣體分布器、液體再分布器以及氣體除沫器等。操作原理：液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流動(dòng)，并與在壓強(qiáng)差推動(dòng)下穿過(guò)填料空隙的氣體相互接觸，發(fā)生傳熱和傳質(zhì)。

7653421液體氣體8現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一

當(dāng)填料層有一定持液量時(shí)，p~u關(guān)系將不再為簡(jiǎn)單的直線關(guān)系（噴淋密度為L(zhǎng)1、L2曲線），且存在兩個(gè)較明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。填料的流體力學(xué)性能

壓降壓降與氣速的關(guān)系：載液區(qū)高液量低液量CC’BB’AA’L=0L1L2lgulgp氣體通過(guò)干填料層（L=0）壓降p與空塔氣速u的關(guān)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上是一直線，斜率在1.8~2.0之間。原因：噴淋液體在填料上形成液膜，占據(jù)部分空隙，減小了氣體的流通截面，對(duì)相同空塔氣速壓降升高。載點(diǎn)氣速液泛氣速在逆流操作的填料塔中，從塔頂噴淋下來(lái)的液體，依靠重力在填料表面成膜狀向下流動(dòng)，上升氣體與下降液膜的摩擦阻力形成了填料層的壓降。

B’現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一壓降壓降與氣速的關(guān)系：當(dāng)氣速低于A點(diǎn)時(shí)，氣體流動(dòng)對(duì)液膜的曳力很小，液體流動(dòng)不受氣流的影響，填料表面上覆蓋的液膜厚度基本不變，因而填料層的持液量不變，該區(qū)域稱為恒持液量區(qū)。此時(shí)△P/Z～u為一直線，位于干填料壓降線的左側(cè)，且基本上與干填料壓降線平行。

載液區(qū)高液量低液量CBAA’L=0L1L2lgulgp液泛氣速B’在一定的噴淋量下，壓降隨空塔氣速的變化曲線大致可分為三段：現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一載液區(qū)高液量低液量CBAA’L=0L1L2lgulgp載點(diǎn)氣速液泛氣速B’C’當(dāng)氣速超過(guò)B點(diǎn)時(shí)，氣體對(duì)液膜的曳力較大，對(duì)液膜流動(dòng)產(chǎn)生阻滯作用，使液膜增厚，填料層的持液量隨氣速的增加而增大，此現(xiàn)象稱為攔液。開(kāi)始發(fā)生攔液現(xiàn)象時(shí)的空塔氣速稱為載點(diǎn)氣速，曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)B，稱為載點(diǎn)。

壓降壓降與氣速的關(guān)系：現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一若氣速繼續(xù)增大，到達(dá)圖中C點(diǎn)時(shí)，由于液體不能順利向下流動(dòng)，使填料層的持液量不斷增大，填料層內(nèi)幾乎充滿液體。氣速增加很小便會(huì)引起壓降的劇增，此現(xiàn)象稱為液泛，開(kāi)始發(fā)生液泛現(xiàn)象時(shí)的氣速稱為泛點(diǎn)氣速，以u(píng)F表示，曲線上的點(diǎn)C，稱為泛點(diǎn)。從載點(diǎn)到泛點(diǎn)的區(qū)域稱為載液區(qū)，泛點(diǎn)以上的區(qū)域稱為液泛區(qū)。

壓降壓降與氣速的關(guān)系：載液區(qū)高液量低液量CBAA’L1L2lgulgp載點(diǎn)氣速液泛氣速B’C’L=0現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理氣液兩相的平關(guān)系可認(rèn)為服從亨利定律，相應(yīng)的吸收速率方程式為：

GA=KYa·Vp·Ym

（1）填料層體積Vp

Vp=π·DT2·Z/4

現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理（2）GA由吸收塔的物料衡算求得

GA=V（Y1—Y2）

（3）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量V0空

現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理（4）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣的體積流量V0NH3（5）塔底氣相濃度Y1和塔頂氣相濃度Y2

現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理

用一定濃度，一定體積的硫酸溶液分析待測(cè)氣體，有nNH3=2×MH2SO4×VH2SO4×10-3

同樣塔頂氣相濃度Y2也可通過(guò)取樣分析來(lái)獲得?，F(xiàn)在是14頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理（6）平衡關(guān)系

（7）塔底液相濃度X1，塔頂液相濃度X1當(dāng)吸收劑為純水時(shí)，塔頂X2=0，而現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一三、基本原理（8）氣相平均濃度差Ym

現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一四、測(cè)量參數(shù)流量壓強(qiáng)溫度填料塔的尺寸現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一五、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備主要設(shè)備尺寸（1）填料塔有機(jī)玻璃塔內(nèi)徑：D=120mm填料：不銹鋼網(wǎng)環(huán)及陶瓷拉西環(huán)。規(guī)格：8，10，15。（2）DC—4型微音氣泵一臺(tái)。（3）氣體流量計(jì);液體流量計(jì)（4）LML—2型濕式氣體流量計(jì)，。（5）水銀溫度計(jì)?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一六、實(shí)驗(yàn)流程圖123456789101112131．

水流量計(jì)

2．氨氣流量計(jì)

3．空氣流量計(jì)

4氨緩沖罐

5．空氣緩沖罐

6．氣泵

7．放空閥8．計(jì)前表壓

9．塔頂表壓

10．填料層壓降

11．吸收塔

12．吸收瓶

13．濕式氣體流量計(jì)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一六、實(shí)驗(yàn)流程圖現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一七、實(shí)驗(yàn)操作1.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作熟悉實(shí)驗(yàn)裝置及流程，弄清各部分的作用，并記錄各壓差計(jì)的零位讀數(shù)。檢查氣路系統(tǒng)。開(kāi)風(fēng)機(jī)之前必須全開(kāi)放空閥，以免風(fēng)機(jī)燒壞。檢查轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門是否關(guān)閉，以免風(fēng)機(jī)開(kāi)動(dòng)轉(zhuǎn)子突然上升將流量計(jì)管打破?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一七、實(shí)驗(yàn)操作2、實(shí)驗(yàn)操作1．流體力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)（1）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，測(cè)定干填料阻力降與空塔氣速的大小。測(cè)量8～9組數(shù)據(jù),記錄每次流量下的塔頂表壓、填料層壓降、流量大小、計(jì)前表壓、溫度等參數(shù)。（2）開(kāi)動(dòng)供水系統(tǒng)，慢慢調(diào)節(jié)流量接近液泛，使填料完全潤(rùn)濕后再降到預(yù)定氣速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（3）測(cè)定濕填料壓降，固定兩個(gè)不同的液體噴淋量分別進(jìn)行測(cè)定。每固定一個(gè)噴淋量，調(diào)節(jié)空氣流量，從小到大測(cè)量8～9組數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一2．體積吸收系數(shù)KYa的測(cè)定

（1）維持一個(gè)液體噴淋量,確定操作條件。（2）啟動(dòng)氨氣系統(tǒng)。（3）當(dāng)空氣、氨、水的流量計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后（約2～3分鐘），記錄各流量計(jì)的讀數(shù)、溫度及各壓差計(jì)的讀數(shù)，并分析進(jìn)塔和出塔氣體濃度?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期一（4）氣體濃度分析方法：用硫酸吸收氣體中的氨，反應(yīng)方程如下2NH3+H2SO4+2H2O=(NH4)2SO4+2H2O到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)加有甲基橙指示劑的溶液變黃。操作步驟: