6吸收(解吸)實(shí)驗(yàn)

6.吸收（解吸）實(shí)驗(yàn)

6.1填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定6.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1)．了解填料塔吸收裝置的基本結(jié)構(gòu)及流程；

2)．掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；

3)．測定填料塔的流體力學(xué)性能；

4)．了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響；

5)．了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法；6.1.2重點(diǎn)難點(diǎn)

1)．掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測定方法；

2)．測定填料塔的流體力學(xué)性能；

3)．了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響；

4)．了解氣相色譜儀和六通閥的使用方法；

所需學(xué)時:4個6.1.3基本原理

氣體吸收是典型的傳質(zhì)過程之一。由于CO2氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實(shí)驗(yàn)常選擇CCO2作為溶質(zhì)組分。本實(shí)驗(yàn)采用水吸收空氣中的CO2組分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使預(yù)先將一定量的CO2氣體通入空氣中混合以提高空氣中的CO2濃度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的計(jì)算方法可按低濃度來處理，并且此體系CO2氣體的解吸過程屬于液膜控制。因此，本實(shí)驗(yàn)主要測定Kxa和HOL。A.計(jì)算公式填料層高度Z為

（1－33）

式中：L為液體通過塔截面的摩爾流量，kmol/(m2·s)；

Kxa是以△X為推動力的液相總體積的傳質(zhì)系數(shù)，

kmol/(m3·s)；

HOL為液相總傳質(zhì)單元高度，m；

NOL為液相總傳質(zhì)單元數(shù)，無因次。令：吸收因數(shù)A=L/mG

（1－34）

（1－35）

B.測定方法（1）空氣流量和水流量的測定本實(shí)驗(yàn)采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測得空氣和水的流量，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件（溫度和壓力）和有關(guān)公式換算成空氣和水的摩爾流量。（2）測定填料層高度Z和塔徑D；（3）測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；（4）平衡關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)的平衡關(guān)系可寫成y=mx

（１－36）式中:m---相平衡常數(shù)，m=E/P；

E---亨利系數(shù)，E＝f(t)，Pa，根據(jù)液相溫度由附錄查得；

P---總壓，Pa，取1atm。對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1

。6.1.4實(shí)驗(yàn)裝置與流程1〕裝置流程實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。本實(shí)驗(yàn)裝置流程：由高位水槽來的水經(jīng)離心泵加壓后送入填料塔塔頂經(jīng)噴頭噴淋在填料頂層。由壓縮機(jī)送來的空氣和由二氧化碳鋼瓶來的二氧化碳混合后，一起進(jìn)入氣體中間貯罐，然后再直接進(jìn)入塔底，與水在塔內(nèi)進(jìn)行逆流接觸，進(jìn)行質(zhì)量和熱量的交換，由塔頂出來的尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后放空，由于本實(shí)驗(yàn)為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個實(shí)驗(yàn)過程看成是等溫操作。吸收裝置流程圖2〕主要設(shè)備（1）吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內(nèi)裝有金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料或θ環(huán)散裝填料，填料層總高度2000mm.。塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。填料塔底部有液封裝置，以避免氣體泄漏。（2）填料規(guī)格和特性：金屬絲網(wǎng)波紋填料：型號為JWB—700Y，填料尺寸為φ100×100mm，比表面積700m2/m3。

θ環(huán)散裝填料：（3）轉(zhuǎn)子流量計(jì)；（4）空氣壓縮機(jī)（5）二氧化碳鋼瓶；（6）氣相色譜儀（型號：SP6800或SP2000）。介質(zhì)條

件最大流量最小刻度標(biāo)定介質(zhì)標(biāo)定條件空氣4m3/h0.1m3/h空氣20℃1.0133×105PaCO260L/h10L/h空氣20℃1.0133×105Pa水1000L/h20L/h水20℃1.0133×105Pa6.1.5實(shí)驗(yàn)報告

1)將原始數(shù)據(jù)列表。

2）在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖表示二氧化碳解吸時體積傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元高度與氣體流量的關(guān)系。

3）列出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算示例。6.1.6思考題

1）．本實(shí)驗(yàn)中，為什么塔底要有液封？液封高度如