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：
1
2
3
L 3L 2L 1
L 0 =
＞＞0
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。
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。
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：
∨h ＝
2.55 m3／h
空塔气速u ＝ ＝ ＝0.16 m ／s
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
表1.1:
=++⨯)20273()273(t V =++⨯)
20273()
2.19273(0.5()()2075.04/360095
.4⨯⨯π()24/3600D
V π⨯
14
40.9 4.822.45627.214.490.91
1541.1 5.822.85728.615.530.98 1641.5 6.223.558.7529.716.58 1.04 1741.9 6.824.761.7531.517.62 1.11
表1.2:
表2.1：
第二套：喷淋量为30l／h 时:△P／Z─u 关系测定:
第2套L=30L/h 填料层高度Z=0.4m 塔径D=0.075m
序号空气转子
流量计读
数m3/h
流量计
处空气
温度℃
管内压
降△P
mmH2O
填料层压
强降△P
mmH2O
单位高度填
料层压降△
P/Z
mmH2O/m
管外空气
压强降△
P
mmH2O
对应空
气流量
m3/h
空塔
气速u
m/s
塔内操作
现象
1 2.542.50.318.646.518.9 2.590.16流动正常2341.80.618.546.2519.1 3.110.20流动正常3 3.541.40.618.546.2519.1 3.630.23流动正常4441.40.918.245.519.1 4.140.26流动正常5 4.541.4 1.218.44619.6 4.660.29流动正常6541.5 1.619.147.7520.7 5.180.33流动正常7641.6 1.618.44620 6.220.39流动正常8741.9 2.31947.521.37.260.46流动正常9842.
2 2.819.64922.48.300.52流动正常10942.4 3.819.849.523.69.340.59流动正常111042.6 5.220.150.2525.310.380.65流动正常121142.8 6.520.651.527.111.420.72流动正常131243.18.321.353.2529.612.460.78流动正常
14
134621.521.553.754313.560.85液泛表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L=50L/h 填料层高度Z=0.4m 塔径D=0.075m
序号空气转子
流量计读
数m3/h
流量计
处空气
温度℃
管内压
降△P
mmH2O
填料层压强
降△P
mmH2O
单位高度填料
层压降△P/Z
mmH2O/m
外空气压
强降△P
mmH2O
对应空
气流量
m3/h
空塔气
速u
m/s
塔内操作
现象
1344.10.618.245.518.8 3.120.20流动正常
2 3.543.90.718.546.2519.2 3.640.23流动正常
3 4.543.8 1.218.44619.6 4.680.29流动正常4543.8 1.718.345.7520 5.200.33流动正常5643.9218.84720.8 6.240.39流动正常6 6.54
4 2.418.84721.2 6.760.43流动正常7744 2.71947.521.77.280.46流动正常8844.2 3.619.448.5238.320.52流动正常98.544.3 4.219.548.7523.78.850.56流动正常10944.4 4.719.749.2524.49.370.59流动正常119.544.
5 5.819.949.7525.79.890.62流动正常
121044.67.2205027.210.410.65流动正常1310.544.78.120.350.7528.410.930.69流动正常141144.710.120.551.2530.611.450.72液泛1511.545.320.320.751.754111.990.75严重液泛
表3.2：
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