實驗十三吸收塔的操作和吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定

試驗十二 填料吸取塔的操作及吸取傳質(zhì)系數(shù)的測定一、試驗?zāi)康囊?、了解填料吸取塔的?gòu)造和流程。二、了解吸取劑入口條件的轉(zhuǎn)變對吸取操作結(jié)果的影響。3、把握吸取總體積傳質(zhì)系數(shù)KaKa的測定方式。y x二、大體原理一、測氣相整體積傳質(zhì)系數(shù)的原理氣相整體積傳質(zhì)系數(shù)由填料層高度公式打算ZKZKa YV YY1 2〔12-1〕YYmY1操作線YLG(XX)Y2 2Y 1 1(YY)(*YY*22)mln 1 1(12-2)平衡線Y=mX2 2Y2式中K 氣相總傳質(zhì)系數(shù)，mol/m2·h；yX2X1Xma填料的有效比外表積，m2/m3；Ka氣相總體積吸取傳質(zhì)系數(shù)，mol/m3·h。y

12-1吸取操作線和平衡線Z――填料層高度m，依據(jù)所裝填料的高度直接測量。Ω――塔截面積m2，

D24 ，而D塔徑為。V――情性氣體摩爾流量〔空氣〕mol/h，依據(jù)抱負(fù)氣體狀態(tài)方程可知：pqV vRT，p――Pa

――體積流量m3/h，轉(zhuǎn)子流量計測v( ”)( ”)( )”f0f 0q”需要進(jìn)展換算，其依據(jù)為vq

；――空氣溫度，溫度計測量。v1y1Y1y1y11〔4〕Y―― 1，穩(wěn)固操作后〔各儀表讀數(shù)恒定5min〕測量氣體入口濃度〔丙酮的1摩爾分率，取樣后承受氣相色譜儀分析，測得的是丙酮的質(zhì)量分率。Y y222〔5〕Y――2

1y2

，穩(wěn)固操作后〔各儀表讀數(shù)恒定5min〕測量氣體出口濃度〔丙酮的摩爾分率，取樣后承受氣相色譜儀分析，測得的是丙酮的質(zhì)量分率。氣相平均推動力Ym將吸取操作線和平衡線在座標(biāo)紙上作圖，如圖12-1所示在平衡線為直線或近似為直線時，操作線與平衡線之間的垂直距離即為塔頂與塔底氣相推動力。X2=0〔吸取劑中不含丙酮，為清水。Y*＝mX，m――相平衡常數(shù)，m=E/p，E――亨利常數(shù)，在必定溫度下查表可得丙酮2 22在水中的E；p〔m表〕211121Y1*=mX，X—全塔物料衡算可得：V(Y–Y)=L(X11121

–X)，vL――吸取劑水的摩爾流量mol/h，L=qρ/M，vqv 轉(zhuǎn)子流量計測量水的體積流量。二、吸取塔的操作和調(diào)整吸取操作的結(jié)果最終表此刻出口氣體的組成y 上，或組成的回收率上。回收率的2概念為Y 1Y2YY1

1 YYY1

〔12-3〕吸取塔的氣體入口條件是由前一工序打算的件：流率Lt、濃度x2三個要素。流量轉(zhuǎn)變吸取劑水的用量是對吸取進(jìn)程進(jìn)展調(diào)整的最常常利用的方式，轉(zhuǎn)變的是操作線。當(dāng)V值必定的情形下，吸取劑用量增大，液氣比增大，操作線遠(yuǎn)離平衡線，吸取進(jìn)程的推動力增大，吸取速度提高，回收率增大，出口氣體組成y2減小。吸取劑入口溫度當(dāng)溫度轉(zhuǎn)變時，不影響吸取操作線，影響的是平衡線。降低吸取離增大，推動力增大，吸生效果好，尾氣濃度y2降低。2y吸取劑入口濃度降低x，液相入口處的推動力增大，全塔平均推動力也增大，從而有利于吸取進(jìn)程回收率的提高，降低尾氣濃度。2y2三、試驗裝置和流程一、設(shè)備主要尺寸塔徑直徑×厚度〔塔徑直徑×厚度〔mm〕塔身高度〔mm〕填料名稱填料層高度〔mm〕填料尺寸〔mm〕φ41×3500瓷質(zhì)拉西環(huán)4006×6×1尺寸〔mm尺寸〔mm〕φ300×410吸液管在槽中插入深度〔mm〕370二、裝置及流程12-2所示。〔1〕空氣緊縮機(jī) 〔2〕壓力表〔3〕空氣緊縮機(jī)旁路閥 〔4〕空氣壓力調(diào)整閥〔5〕液體恒壓槽 〔6〕氣動壓力定值器〔7〕壓力表 〔8〕空氣流量計〔9〕丙酮汽化器 〔10〕空氣加熱器〔11〕丙酮蒸汽——空氣混合器 〔12〕水預(yù)熱器〔13〕填料吸取塔 〔14〕轉(zhuǎn)子流量計〔15〕液封T1、T2、T3、T4溫度計〔T1—空氣入口或預(yù)熱溫度；T2—空氣丙酮汽化溫度；T3—水入口溫度；T4—溶液出口溫度〕V4、V6、V10流量調(diào)整閥V3、V5、V7、V8、V9、V11啟閉閥A1、A2氣體進(jìn)出口取樣口出。5〔水14頂噴入吸取塔，與上升的氣體逆流接觸，最終經(jīng)液封裝置15排入吸取液貯槽。說明：(1)(2)丙酮汽化――當(dāng)氣溫比較低時，丙酮汽化有困難，則需要將空氣加熱，從而汽化丙酮。(3)液封――吸取塔底部的排液管成U形，目的是起液封作用，以避開氣體倒灌〔4〕填料塔――其構(gòu)造有〔關(guān)鍵部件〔、填料支承柵板。四、試驗操作步驟及試驗內(nèi)容一、操作方式將液體丙酮用漏斗參加到丙酮氣化器，液位高度約為液位計高度的2/3以上。5關(guān)閉閥V3向恒壓槽送水以槽內(nèi)水裝滿而不溢出為度，關(guān)閉閥門V。52啟動空氣緊縮機(jī)，調(diào)整緊縮機(jī)使空氣包內(nèi)的氣體到達(dá)～時，翻開V，然后調(diào)骨氣動壓力定值器，使進(jìn)入系統(tǒng)的壓力恒定在。24翻開V，調(diào)整空氣流量〔400～500L/h〕46翻開V，調(diào)整吸取劑流量〔建議為二、3、五、7這幾點〕6室溫大于15y1在12%～14%〔mol%〕y1到達(dá)要求。t＜335℃。各儀表讀數(shù)恒定5min以后，即可記錄或取樣分析有關(guān)數(shù)據(jù)，再按預(yù)先設(shè)計的試驗方案調(diào)整有關(guān)參數(shù)。1〔8〕Ay11

，A2y2。閥V10為掌握塔底液面高度，以保證有液封。以上操作方式，均以被吸取組分例如：丙酮在常溫、常壓下為液體而設(shè)計。假設(shè)被吸取組分在常溫常壓下為氣體時，能夠本設(shè)備的根底上增設(shè)一條被吸取組分的管路及計量裝置，與汽化器的加料口連接，將汽化器作為緩沖裝置利用，仍可完成正常的操作。二、試驗內(nèi)容采且丙酮、空氣-水吸取系統(tǒng)，配制10～15%〔mol%〕的丙酮～空氣混合氣體，水為吸取劑，氣液兩相在填料吸取塔內(nèi)作逆流接觸。轉(zhuǎn)變吸取劑流率L，在穩(wěn)固操作條件下測定氣體進(jìn)出口濃度yy1 2

，計算組分回收率K

aKa。y xy、y1 2

計算組分回收率和K

aKa。y x序號序號123T/℃1T/℃2T/℃3T/℃4qv/L/h,20℃,1atmq/L/h,20℃vym1ym2p/MPa六、數(shù)據(jù)處置例如與處置表序號V/mol/h L/mol/h123七、摸索題

Y1 Y2 m X1 △Ym η KYa一、分析吸取劑流量和吸取劑溫度對吸取進(jìn)程的影響？如何轉(zhuǎn)變？為何？3、填料吸取塔塔底為何須須有液封裝置，液封裝置是如何設(shè)計的？附圖：丙酮在水〔水溶液〕中的溶解曲線附表一：丙酮——空氣混合氣體中丙酮的飽和濃度數(shù)據(jù)在條件丙酮在空氣中的飽和濃度與溫度的關(guān)系：空氣溫度t℃丙酮飽和濃度y%〔mol〕

0 10 15

25 30 35 40y*與空氣溫度t〔壓強為×105Pa〕空氣溫度℃0空氣溫度℃010152025303540y*%〔mol〕1附表三：丙酮的平衡溶解度液相濃度液相濃度x10℃20℃平衡分壓kPa30℃40℃50℃據(jù)上表數(shù)據(jù)可擬合取得如下算式：P*(0.43448144.222x471.8518x2)(4.5004