实验五,填料塔
1.风机为什么要用旁通阀调节流量?
答:因为如果不用旁通阀,在启动风机后,风机一开动将使系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。
所以要在风机启动后再通过关小旁通阀的方法调节空气流量。
2. 根据实验数据分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制?
答:实验数据表明,相平衡常数m很小,液相阻力m/kx也很小,导致总阻力1/k
y
基本上为气相阻力1/k
y 所决定,或说为1/k
y
所控制,称为气膜控制。
3. 在填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置?液封装置是如何设计的?
答:塔底的液封主要为了避免塔内气体介质的逸出,稳定塔内操作压力,保持液面高度。
填料吸收塔一波采用U形管或液封罐型液封装置。
液封装置是采用液封罐液面高度通过插入管维持设备系统内一定压力,从而防止空气进入系统内或介质外泄。
U形管型液封装置是利用U形管内充满液体,依靠U形管的液封高度阻止设备系统内物料排放时不带出气体,并维持系统内一定压力。
4. 要提高氨水浓度(不改变进气浓度)有什么方法?又会带来什么问题?
答:要提高氨水浓度,可以提高流量L,降低温度T
a
吸收液浓度提高,气-液平衡关系不服从亨利定律,只能用公式
进行计算。
5. 溶剂量和气体量的多少对传质系数有什么影响?Y2如何变化(从推动力和阻力两方面分析其原因)?
答:气体量增大,操作线AB的斜率LS/GB随之减小,传质推动力亦随之减小,出口气体组成上升,吸收率减小。
实验六精馏塔
(a)在精馏操作过程中,回流温度发生波动,对操作会产生什么影响?
答:馏出物的纯度可能不高,降低塔的分离效率。
(b)在板式塔中,气体、液体在塔内流动中,可能会出现几种操作现象?
答:4种:液泛,液沫夹带,漏液
网上答案:5种 a、沸点气相Δ=0 b、沸点液相Δ=1
c、气-液相 0<Δ<1
d、冷液Δ>1
e、过热蒸汽Δ<0
(c)如何判断精馏塔内的操作是否正常合理?如何判断塔内的操作是否处于稳定状态?答:1)看显示的温度是否正常
2)塔顶温度上升至设定的80摄氏度后,在一个较小的范围内波动,即处于稳定状态(d) 是否精馏塔越高,产量越大?
答:否
(e)精馏塔加高能否得到无水酒精?
答:`不能,
(f)结合本实验说明影响精馏操作稳定的因素有哪些?
答:主要因素包括操作压力、进料组成和热状况、塔顶回流、全塔的物料平衡和稳定、冷凝器和再沸器的传热性能,设备散热情况等
第二种答案:1.进料组份是否稳定2、塔釜加热器热源是否稳定键;
3、塔压控制是否稳定
(g)操作中加大回流比应如何进行?有何利弊?
答:加大回流比的措施,一是减少馏出液量,二是加大塔釜的加热速率和塔顶的冷凝速率. 加大回流比能提高塔顶馏出液组成xD,但能耗也随之增加。
(h)精馏塔在操作过程中,由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时,要恢复正常的最快最有效的方法是什么?降低采出率,即减小采出量
答:降低采出率,即减少采出率. 降低回流比
(1)什么是全回流?特点?
在精馏操作中,若塔顶上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内,则这种操作方法称为全回流。
全回流时的回流比R等于无穷大。
此时塔顶产品为零,通常进料和塔底产品也为零,即既不进料也不从塔内取出产品。
显然全回流操作对实际生产是无意义的。
但是全回流便于控制,因此在精馏塔的开工调试阶段及实验精馏塔中,常采用全回流操作。
(3)在精馏实验中如何判断塔的操作已达到稳定?
当出现回流现象的时候,就表示塔的操作已稳定。
就可以测样液的折射率了。
(4)什么叫灵敏板?受哪些因素影响?
一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如回流比、进料组成发生波动等),全塔各板的组成发生变动,全塔的温度分布也将发生相应的变化。
因此,有可能用测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液的变化。
在一定总压下,塔顶温度是馏出液组成的直接反映。
但在高纯度分离时,在塔顶(或塔底)相当高的一个塔段中温度变化极小,典型的温度分布曲线如图所示。
这样,当塔顶温度有了可觉察的变化,馏出液组成的波动早已超出允许的范围。
以乙苯-苯乙烯在8KPa下减压
精馏为例,当塔顶馏出液中含乙苯由99.9%降至90%时,泡点变化仅为0.7℃。
可见高纯度分离时一般不能用测量塔顶温度的方法来控制馏出液的质量。
仔细分析操作条件变动前后温度分别的变化,即可发现在精馏段或提馏段的某些塔板上,温度变化量最为显著。
或者说,这些塔板的温度对外界干扰因素的反映最灵敏,故将这些塔板称之为灵敏板。
将感温元件安置在灵敏板上可以较早觉察精馏操作所受到的干扰;而且灵敏板比较靠近进料口,可在塔顶馏出液组成尚未产生变化之前先感受到进料参数的变动并即使采取调节手段,以稳定馏出液的组成。
(5)如何确定精馏塔的操作回流比?
在精馏操作中,由精馏塔顶冷凝器返回塔内的液体流量与送出塔外的馏出量之比称为回流比。
操作回流比在全回流和最小回流比间选择,一般取最小回流比的1.1~2.0倍。
增大回流比既加大了精馏段的液气比L/V,也加大了提留段的气液比V/L,两者均有利于精馏过程中的传质。
最适宜回流比的选取:最小回流比对应于无穷多塔板数,此时的设备费用过大而不经济。
增加回流比起初可显著降低塔板数设备费用明显下降补偿能耗增加,再增加回流比所需理论塔板数下降缓慢,此时塔板费用的减少将不足以补偿能耗的增长。
此外,回流比的增加也将增大塔顶冷凝器和再沸器的传热面积,设备费用反随回流比的增加而上升。
一般最适宜回流比的数值范围是最小回流比的1.2~2.0倍。
一般情况下最小回流比Rmin为:Rmin=xD-yW/yW -xW
(6)冷料对精馏塔操作有什么影响
对于固定进料的某个塔来说,进料状态的改变,将会影响产品质量和损失。
例如:某塔为饱和液进料,当改为冷进料时,料液入塔后在加料板上与提馏段上升的蒸气相遇,即被加热至饱和温度,与此同时,上升蒸汽有一部分被冷凝下来,精馏段塔板数过多,提馏段板数不足,结果会造成釜液中损失增加。
这时在操作上,应适当调整再沸器蒸汽,使塔的回流量达到原来量。
进料分为五种,冷液体进料、饱和液体进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽进料。
进料状态不同,q值就不同,直接影响塔内精馏段和提馏段上升气量和下降液体量之间的关系。
冷液体进料时q大于1。
q 值不影响精馏段操作线,但对提馏段操作线有影响。
(7)塔板效率受哪些因素影响
受温度,压强和原料的影响
实验七干燥曲线
1试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量的影响?
答:温度越高,空气流量越小,,恒定干燥速率越高,临界含水量也越大。
2恒定干燥条件是指哪些条件要恒定,完成本实难要测取哪些数据?
答:指空气的温度、湿度、速度和与物料的接触状况都不变。
本实实验要测相同时间间隔物料的重量变化、干燥速率、干球温度、湿球温度、干燥面积、框架重量。
3如果气速温度不同时,干燥速率曲线有什么变化?
如果气速温度增大,恒定干燥速率也增高,Xc变大,干燥将愈早由恒速转入降速阶段,图
形总趋势不变,BC段时间变短,CD段时间变长。
实验8、9雷诺实验
1、流体的流动类型与雷诺数的值有什么关系?
答:根据实验,流体在圆形直管内流动,Re≤2000(有的资料达到2300)时属于层流;Re>4000时则一般为湍流。
Re在2000~4000之间时,流动处于一种过渡可能是层流,可能是湍流,或是二者交替出现,主要由外界条件所左右。
2、为什么要研究流体的流动类型?它在化工过程中有什么意义?
答:研究流体流动类型是一个基本学科的重要组成部分,在分类上层流流与湍流两种流体流动方式所产生的效果是不同的,在这方面还要运用到“流体力学”方面的知识,比如,层流是流体在流动时比较常见的流动方式,它所产生的效率(即所作的功)是比较稳定、持续的,而湍流是流体一种旋转的流动,由于,流体旋转流动时其旋转的中心容易形成“真空”旋涡,使一些杂质被分离,所以,研究流体流动类型对任何加工行业都有很好的作用。
研究流体流动的类型在化工过程的意义在于可以解决流体流动中的能量消耗计算问题,以便设计管路系统和泵、风机等的选择。
在航空工业领域对飞机外形的设计,发动机的研制,进行风洞实验等都有很重要是实用意义。