填料塔吸收操作及体积吸收系数实验报告

专业： 实验报告 姓名： 学号： 日期： 地点： 课程名称：过程工程原理实验（甲）指导老师：成绩：

实验名称：填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验类型：同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的

1.了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作。

2.观察填料吸收塔的液泛显现，测定泛点空塔气速。 3.测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。 4.测定含氨空气—水系统的体积吸收系数KYα。

二、实验装置

1.本实验装置的流程示意图见图1。主体设备是内径70毫米的吸收塔，塔内装10×9×1陶瓷拉西环填料。 2.物系是（水—空气—氨气）。惰性气体空气由旋涡气泵提供，氨气由液氨钢瓶供应，吸收剂水采用自来水，它们的流量分别通过转子流量计测量。水从塔顶喷淋至填料层与自下而上的含氨空气进行吸收过程，溶液由塔底经液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。

图1 填料塔吸收操作及体积吸收系数测

实验一 填料塔吸收实验

一、实验目的

1、了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。

2、在不同气速下，观察填料塔中流体力学状态，了解填料塔流体力学特性。 3、测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线ΔP—u。 4、通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。 二、实验原理(填料塔的流体力学特性)

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过

干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图

4.8吸收系数的测定

一、实验目的

1. 了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；

2. 掌握总体积吸收系数的测定方法，了解单膜控制过程的特点； 3. 了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响； 4. 了解气体流速与压降的关系。 5. 吸收率的测定 二、基本原理

要决定填料塔的塔高，总吸收系数是有待确定的参量，而实验测定是其来源之一，另外在测定生产中塔的性能时，也需要测定总吸收系数，在吸收过程为单膜控制时，单膜吸收系数近似等于总吸收系数，因而可用总吸收系数的测定，代替单膜吸收系数的测定，从而可建立单膜吸收系数的实验关系式。

当吸收溶液的浓度小于10%时，平衡关系服从亨利定律，则总吸收系数为

KY??G(Y1?Y2)h??Ym (4-35)

式中:h—填料层高度，m；

Y1、Y2—分别为塔底与塔顶的气体摩尔流量，kmol/(m2·h)； ΔYm—气相平均推动力。

三.实验装置的基本情况：

图4-16 填料吸收塔实验装置流程示意图

1-鼓风机、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、1

实验九 填料塔吸收实验

一、实验目的

1、了解填料吸收塔的结构和基本流程 2、熟悉填料吸收塔的操作

3、观察填料吸收塔的流体力学行为并测定在干、湿填料状态下填料层压降与空塔气速的关系

4、测定总传质系数Kya，并了解其影响因素

二、基本原理

气体吸收是常见的传质过程，它是利用液体吸收剂选择性吸收气体混合物中某种组分，从而使该组分从混合气体中得以分离的一种操作。

对稳定的低浓度物理吸收过程，根据吸收过程的物料衡算及传质速率方程有：

V（Y1-Y2）=K?yaΩ·Z·△Ym 故

K?ya?V(Y1?Y2)

??Z??Ym式中：V，通过吸收塔的惰性气体量即空气的摩尔流量，kmol/h

Y1、Y2，气相入口、出口溶质摩尔比，kmol溶质/kmol惰性气体 Ω，塔的有效吸收面积即塔的截面积，m Z ，填料层高度，m

2?Ym，对数平均推动力

可见，通过测定操作过程吸收系统的V、Y1、Y2、Ω、Z及△Ym，即可计算出

K?ya值。

（1）空气流量V的测定

空气流量按下式计算即可：

Qoair?C?Qoair?ToPOPP1?TT1air 及 V?1Qoair 22.43

式中：To、Po、Qo，空气在标准状态下的温度、压力、流量，K、Pa、m

实验一 填料塔吸收实验

一、实验目的

1、了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。

2、在不同气速下，观察填料塔中流体力学状态，了解填料塔流体力学特性。 3、测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线ΔP—u。 4、通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。 二、实验原理(填料塔的流体力学特性)

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过

干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图

实验五、填料吸收塔实验

一、实验目的及任务

1.了解填料吸收装置的基本流程及设备结构； 2. 掌握总体积吸收系数的测定方法；

3.了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响； 4.了解气体流速与压降的关系； 5. 测定规定条件下的总吸收系数；

6. 综合几个组的实验结果，分析操作条件对总吸收系数的影响； 3. 测定填料塔的流体力学性能。

二、基本原理

2.1流体力学实验

填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。填料层的压力降△P/Z与空塔气速U的关系如图所示。

当无液体喷淋（L=0）时，△P/Z～U关系在双对数座标中为一斜率在1.8～2.0之间的直线。如图中AB线。当有一定的喷淋量时，（图中曲线1，2，3对应的流体喷淋量依次增大）。△P/Z～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△P/Z～U的关系线分为三个区段，即恒持液量区、载液区与液泛区。当液体喷淋密度达到一定值（如L=L1）后，液体以液膜状流径填料表面，A1B1为恒持液区，此区段中空塔气速较低，气体流速对填料表面上覆盖的液

膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔

过程工程原理实验（乙）

专业： 实验报告

姓名： 学号： 日期：2015.12.26 地点：教十2109 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

填料塔吸收操作及体积吸收系数测定

1 实验目的：

1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作； 1.2 观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速； 1.3 测定填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线； 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数Kya。

2 实验装置：

2.1 本实验的装置流程图如图1：

1

吸收实验

过程工程原理实验（乙）

2.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提

实验十二 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、掌握吸收总体积传质系数Kya和Kxa的测定方法。

二、基本原理

1、测气相总体积传质系数的原理

气相总体积传质系数由填料层高度公式决定

Z?Y?YV?12 KYa??Ym（12-1） Y

Y1

操作线Y?(Y1?Y1*)?(Y2?Y2*) (12-2) ?Ym?(Y1?Y1*)ln(Y2?Y2*)式中Ky气相总传质系数，mol/m·h；

2

L(X?X2)?Y2 G平衡线Y=mX

Y2

X2

X1

X

?Ym塔顶、塔底气相平均推动力；

图12-1 吸收操作线和平衡线

a填料的有效比表面积，m2/m3；

h。 Kya气相总体积吸收传质系数，mol/m3·

（1）Z――填料层高度m，根据所装填料的高度直接测量。

（2）Ω――塔截面积m2，

???4D2，而D塔径为已知。

（3）V――情性气体摩尔流量（空气）mol/ h，根据理想气体状态方程可知：

V?pqvRT，p――压力Pa，压力表测量空气压力；qv――体积流量m3/h，转子流量计

测量（注意读数为实验条件20℃、1atm下的，可直接利用公式进

科大学子的福音

填料吸收塔的设计

中文摘要

对化工原理课程设计的认识 《化工原理》课程设计是学生学完本课程后进行的一个具有总结性、综合性和实践性的教学环节。通过设计,学生能更系统和牢固地掌握本课程的主要内容,且对前修课程以及学生在实验和实习中所获得的知识加以应用。通过课程设计使学生受到一次化工设计的基本训练，让学生进一步的了解化学在工业的应用。

吸收是化工及相关过程工业生产中重要的单元 操作。吸收设备有多种形式，工业上以填料塔的使 用最为普遍。填料吸收塔作为一种重要的气液传质 设备广泛应用于化工、石油、制药、环境、能源等行业 气体混合物的分离操作中。

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下

第 63卷第期4化 工学报 C EIS CJ u n o r 1aVo1 No3. .6 4210年2 4月Api 22r 1 O 1整规填料塔中氨水吸 C收的体 总积质传数 O唐系忠利赵行，健，伯刘潭刘，春江，陈涛，袁希钢津(大学 化工学院，化学工程联 合家国重 实验点室 (津 学大 )天，天天津 30 7 0 0 2)

摘要：前目C排，放问 题经已成为世各界国可持续展面发临的重挑要战。以化学溶 吸收剂法工艺基为础燃的 O后烧碳是脱当比前成较熟 的进入已工业规模实验技的路术线。而氨水为作一种新的吸收剂受 到广关泛注。以气相体 传质积系数 ( a作 )表为征，对规整填料塔中水氨吸收 zC的传质性能进行了研，探究索了气速 C、 K。 OzO压、液分速和氨水浓度 K对。的影响。实验结果表明在，本文的工况条件下， Ko随液速和氨水浓度的增 大 aa而增大，随 C压增大的所减有小，气速对 K。。的影响不大。验结实果对今后料填塔的设计工作的 济性经O 分a合和理性有一定导指作用。 键关词：氨水；二氧化碳；吸收；规整填；体料积总传质系数 DOI 1 .99 j si . 4 8 5 1 0 . 2 .0 1: 0 63/. sn0 3—