填料吸收塔吸收实验数据处理

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

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

水吸收丙酮填料塔设计

设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件为 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量： 1450 m3/h。

②进塔混合气含丙酮 2.13％(体积分数)；相对湿度： 70％；温度： 35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度：25℃； ④丙酮回收率： 93％； ⑤操作压强： 常压操作。

[设计计算]

一、吸收工艺流程的确定

采用常规逆流操作流程．流程说明从略。 二、物料计算

l. 进塔混合气中各组分的量

近似取塔平均操作压强为101.325kPa，故：

混合气量 n＝ 1450*

273273?3522.4*

1 ＝ 57.38 (kmol／h)

混合气中丙酮量n ＝ 57．38×0.0213 ＝1.22 (kmol／h) m ＝ 1.22×58＝70.89 (kg／h)

查化工原理附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa，则每kmoI相对湿度为70％的混合

气中含水蒸气量＝

5623.4*0.7101.325*103?0.7*5623.457.38*0.0404(1?0.0404)=0.0404 kmol水气/ kmol（空气十丙酮）

混合气中水蒸气含量n＝＝2.23 （kmol／h）

《化工原理课程设计》报告

填料吸收塔的设计

年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期

2008级 化学工程与工艺

刘国雄

西北师范大学化学化工学院

2010年 11 月 25 日

水吸收氨填料吸收塔设计

目录

1.1设计任务书.............................................................................................................................. 2 1.2吸收工艺流程的确定................................................................................................................ 3 1.3 物料计算 ................................................................................................................................ 4 1.4 平衡曲线方程 ................

. /

课程设计任务书

一、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计；

试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa）

二、工艺操作条件：

（1）操作平均压力常压

（2）操作温度: t=20℃

（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定

（4）选用填料类型及规格自选。

三、设计内容

（1）设计方案的确定和说明

（2）吸收塔的物料衡算；

（3）吸收塔的工艺尺寸计算；

（4）填料层压降的计算；

（5）液体分布器简要设计；

/ v .

. /

（6）绘制液体分布器施工图

（7）吸收塔接管尺寸计算；

（8）设计参数一览表；

（9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）；

（10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）；

（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录

1. 设计方案简介 (1)

1.1设计方案的确定 (1)

1.2填料的选择 (1)

2. 工艺计算 (1)

2.1 基础物性数据 (1)

2.1.1液相物性的数据 (1)

2.1.2气相物性的数据 (1)

2.1.3气液相平衡数据 (1)

2.1.4 物料衡算 (1

长沙学院课程设计

目录

第1章 概述 ......................................................................................................................... - 1 -

1.1吸收塔的概述 .......................................................................................................... - 1 - 1.2吸收设备的发展 ...................................................................................................... - 1 - 1.3吸收过程在工业生产上应用 .................................................................................. - 2 - 第2章 设计方案 .......................

填料吸收塔课程设计说明书

专 业 班 级 姓 名 班 级 序 号 指 导 老 师 日 期

目录

前 言…………………………………………….…………..………2 水吸收丙酮填料塔设计………………………………….……………2 一 任务及操作条件………………………………….….…………….2 二 吸收工艺流程的确定……………………………………………...2 三 物料计算……………………………………………………………3 四 热量衡算…………………………………………….…………......4 五 气液平衡曲线…………………………………………………...…5 六 吸收剂(水)的用量Ls……………………………….……………...5 七 塔底吸收液浓度X1…………………………………………..…….6 八 操作线……………………………………………...

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