填料塔吸收实验报告

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实验6 填料吸收塔实验报告

第四组成员：王锋，郑义，刘平，吴润杰

一、 实验名称

填料吸收塔实验

二、 实验目的

1、 了解填料吸收塔的构造并实际操作。

2、 了解填料塔的流体力学性能。

3、 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。 三、实验内容

测定填料层压强降与操作气速的关系曲线，并用ΔP/Z—u曲线转折点与观察现象相结合的办法，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。 四、实验原理

1.气体通过填料层的压强降

压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP与空塔气速u的关系如下图所示：

u , m/s

图6-1 填料层的ΔP～u关系

当无液体喷淋即喷淋量L0=0时，干填料的ΔP～u的关系是直线，如图中的直线0。当有一定的喷淋量时，ΔP～u的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将

ΔP～u关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。

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五、实验装置和流程

图6-2 填料吸收塔实验装置流程图

1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力

实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出, 经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量, 氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。 在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。吸收液的取样可用塔底6取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。 六、实验操作方法及步骤

1、测量干填料层(△P／Z)─u关系曲线:

先全开调节阀 2,后启动鼓风机,用阀 2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据 然后在双对数坐标纸上以空塔气速 u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干填料层(△P／Z)─u关系曲线。

2、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线:

用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P, 转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, 一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下(△P／z)─u 关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。

3、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线:

用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P, 转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, 一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为50L／h下(△P／z)─u 关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。

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4、实验完毕后，关闭空压机、真空泵、进水阀门、等仪器设备的电源，并将所有仪器复原。 七、实验操作注意事项

1、启动鼓风机前,务必先全开放空阀。开启时开度不宜过大。

2、塔下部液封面的高度必须维持在空气进口管12的下面，并接近进口管。

3、做传质实验时，水流量不能超过规定范围，否则尾气的氨浓度极低，给尾气分析带来麻烦。

4、两次传质实验所用的氨气浓度必须一样。

5、空气的转子流量计使用前必须关闭，使用结束后应关闭。 八、数据的处理与作图 1.实验数据的计算及结果

填料塔流体力学性能测定(以干填料时,第一套第2组数据为例)

由∪形管压差计读得△P＝18.4mmH2O △p／Z＝5.0／0.4＝46mmH2O／m 由空气转子流量计读得2.5 m3／h和转子流量计处空气的温度31.4℃ 由校正公式得：

(273 t)(273 19.2)

∨h＝ V

5 . 0 2.55 m3／h

4.95

V

空塔气速u＝ 2 ＝3600 /4 0.075 2＝0.16 m／s

3600 /4 D

在对数坐标纸上以u为横标,△P／Z为纵标作图,标绘△P／Z～u关系曲线。 2、实验数据列表

(273 20)

(273 20)

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表

1.2:

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表 2.2:

表 3.1:第二套： 喷淋量为 50L/h 时:△P/Z─ u 关系测定: 第3套 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空气转子 流量计读 数 m3/h 3 3.5 4.5 5 6 6.5 7 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 流量计 处空气 温度℃ 44.1 43.9 43.8 43.8 43.9 44 44 44.2 44.3 44.4 44.5 44.6 44.7 44.7 45.3 L=50L/h 管内压 降△P mmH2O 0.6 0.7 1.2 1.7 2 2.4 2.7 3.6 4.2 4.7 5.8 7.2 8.1 10.1 20.3 填料层高度 Z=0.4m 单位高度填料 层压降△P/Z mmH2O/m 45.5 46.25 46 45.75 47 47 47.5 48.5 48.75 49.25 49.75 50 50.75 51.25 51.75 外空气压 强降△P mmH2O 18.8 19.2 19.6 20 20.8 21.2 21.7 23 23.7 24.4 25.7 27.2 28.4 30.6 41 塔径 D=0.075m 对应空 气流量 m3/h 3.12 3.64 4.68 5.20 6.24 6.76 7.28 8.32 8.85 9.37 9.89 10.41 10.93 11.45 11.99 空塔气 速u m/s 0.20 0.23 0.29 0.33 0.39 0.43 0.46 0.52 0.56 0.59 0.62 0.65 0.69 0.72 0.75 塔内操作 现象 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 流动正常 液泛 严重液泛 填料层压强 降△P mmH2O 18.2 18.5 18.4 18.3 18.8 18.8 19 19.4 19.5 19.7 19.9 20 20.3 20.5 20.7

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表 3.2:

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