主頁 > 技術文章 > 填料吸收實驗裝置使用指導書（shū）2025-07-15

填料（liào）吸收實驗（yàn）裝（zhuāng）置使用指導書

一、填料吸收實驗裝置使用指導（dǎo）書-概述
吸收原理是利（lì）用氣體混合物中組分在溶劑中溶（róng）解度的不同來分離組分（fèn），其操作（zuò）流程簡單、設（shè）備製作容易（yì）、操作穩定、易於（yú）控（kòng）製，其設計理論較為完善與成（chéng）熟，從而在化工企業中（zhōng），尤其在石油化（huà）工、有機化工、煤化工、精細化工、生物化（huà）工環境工程等領域被廣泛采用。常見的吸收單（dān）元過（guò）程由吸收塔、空氣壓縮機（jī）與產品貯槽、料液貯槽及分析與計量儀表等組成。吸收塔本身又分為板式吸收塔和填料吸收塔，本產品為不鏽鋼製作的填料吸收塔。氣液兩相流量可任意調（diào）節，可進行吸（xī）收傳質係數的實驗測定。本裝置的料液槽和產品槽全部放置在（zài）控製屏的下部，設備結構緊湊美觀（guān）。
二、設備性能與主要（yào）性能（néng）參數
1.本實（shí）驗裝置（zhì）主（zhǔ）要由（yóu）吸收塔（tǎ）、旋渦風機、混合罐、流量計、水槽、水泵和控（kòng）製屏（píng）等設備組成，可供獨立（lì）完成吸收單（dān）元（yuán）實驗操作。
2.吸收塔（tǎ）采用填料塔，直徑為內徑（jìng）90mm,塔（tǎ）體（tǐ）為透明有機玻璃，便於學生觀察相（xiàng）關（guān）實驗現象。吸收實驗采用二氧（yǎng）化碳為吸收介質（zhì），用水為吸收劑。填料采用φ8×6mm瓷拉（lā）西環，吸收前、後的尾氣（qì）組成采樣後由氣相色譜分析（根據用戶要求也可設計成計算機在線（xiàn）采樣分析），或采用阿貝折光（guāng）儀測定樣品的（de）折光率（lǜ）與標（biāo）準曲線對照。吸收塔的入口氣量和入塔液相量均可通過控製閥任意調節，還可在實驗時直（zhí）接觀察到各種填料塔的流體力學（xué）現象，包括溝流與液（yè）泛、淹（yān）塔（tǎ）等現象。
3.氣體混合罐采用不（bú）鏽鋼製作，用於空氣與（yǔ）二氧化碳（tàn）的混合。
4.風機為旋渦（wō）風機，輸入功率為250W，轉速為（wéi）2800/min,風壓（yā）為10.5KPa,風量（liàng）為26m³/h。
5.作為（wéi）吸收劑的水通過（guò）不鏽鋼製作（zuò）的水（shuǐ）槽由（yóu）水泵送至吸收塔頂部，與（yǔ）塔底進入的氣（qì）相逆流接觸，吸收溶質後排入（rù）地（dì）溝。
6.本裝置采（cǎi）用不鏽（xiù）鋼增壓泵，額定流量為0.4m³/hr,揚程為8m，輸入功率為90W
三、實驗（yàn）目的
1.了解（jiě）填料吸收塔的結構（gòu）和基（jī）本流程；
2.熟悉填料吸收（shōu）塔的操作；
3.觀察填料吸收塔的（de）流體力學行為並測定在幹、濕填（tián）料狀態下填料層壓降與空（kōng）塔氣速的關（guān）係
4.測定總傳質係數Kya，並了解其影響因素。
四、實驗原（yuán）理
氣體吸收是常見的傳質過程，它是利用液體吸收劑選擇性（xìng）吸收氣體混合物中某（mǒu）種（zhǒng）組（zǔ）分（fèn），從而使（shǐ）該（gāi）組分從混合氣體（tǐ）中得以分離的一（yī）種（zhǒng）操（cāo）作。
對穩定的低濃（nóng）度物理吸收過程，根據吸收過程的物料衡算（suàn）及傳質速率方程有：
V（Y₁-Y₂）=Kˊ_Ya·Ω·Z·△Y_m
故V（Y₁-Y₂）
Kˊ_Ya = ──────
Ω·Z·△Y_m
式中：V——通（tōng）過吸收塔的（de）惰性氣體量即空氣的摩爾流量（kmol/h）

、

——氣相（xiàng）入口、出口溶質（zhì）摩爾比（kmol溶質/kmol惰性（xìng）氣體）
Ω——塔的有效吸收麵積即塔的截麵（miàn）積（

）
Z——填料（liào）層高度（m）

——對數平均推動力
可見，通過測定（dìng）操（cāo）作過程（chéng）吸收係統（tǒng）的V、Y₁、Y₂、Ω、Z及△Y_m即可計算出Kˊ_Ya 值。
空氣流量（liàng）的（de）測定

空氣流量按下式（shì）計算即可：

及

式中：

、

——空氣在標準狀態下（xià）的溫（wēn）度、壓力、流量
（K、

、

）
T、P、

——轉（zhuǎn）子流量（liàng）計標定狀態下空氣的（de）溫度、流通渠道量（單位同上）

、

——空氣（qì）進入轉子（zǐ）流量計前的（de）溫度、壓（yā）力（K、

）
C —— 轉子流量（liàng）計係數。本（běn）實驗1、2號裝置（氨吸收係統）為0.75，3、4號裝（zhuāng）置（丙酮係統）為1.00；
V —— 空氣（qì）的摩爾流量（Kmo/h）
溶（róng）質（氣體）入塔濃度的測定
_或_kmol_{/kmol air}
式中：P_T—入塔前混合氣（qì）體總壓（Pa），[本裝（zhuāng）置可設定在0.02Mpa（表壓）左右]；
P_丙酮—入塔溫度t 下丙酮分壓，可近似認為丙酮在t溫度下達到飽和，其飽和蒸汽B
壓服（fú）從Antoine方程：InP_丙=A- ——C+1
式中P_{丙（bǐng）} 、t單位分別為mmHg及（jí）⁰C，常數A、B、B分別為16.6513、2940.46和237.22。
附錄中（zhōng），已列表待查。此（cǐ）外，亦可由氣相色譜法進行定量分析。
尾（wěi）氣出塔濃度（dù）

測定

由氣相色譜儀測定。吸收（shōu）劑出（chū）口溶質濃（nóng）度X₁

kmol 溶質/kmol

式中：L — 吸收劑（清水）用量（liàng）（Kmol/h）；
X₂ — 吸收劑（清水（shuǐ））中溶（róng）質（zhì）濃度（單位（wèi）同前），本實驗中X₂=0 。
平衡常數m及平衡濃度Y* 計算

及E^丙酮=2.20+0.015+0.0001t²(atm)
對數平均推動力

△的計算

五、工藝流程圖

六、操作步驟
檢查水槽液位是否足夠，需要（yào）時應（yīng）為水槽加水
啟動空氣泵，緩慢打開氣體流量計閥門進氣（qì），流量控製在1～4m3/h之間（jiān）；
灌泵後打開電源開關，啟動泵。
在L=0及L為（wéi）某一定值時，改變V，分別測定在兩種情（qíng）況下的填料層壓降與空塔氣速的關係幾（jǐ）組數（shù）據。注意觀察當L一定時，隨著V的改變，填料（liào）塔內流（liú）體流動現象。
打開吸收塔的水進口閥進（jìn）水，嚴（yán）格（gé）控製料液的流量在80～160L/h範圍；
打開CO2鋼瓶（píng）總閥，並緩慢調節鋼瓶的減壓閥（注意減壓閥的開關方向與普通閥門的開（kāi）關方（fāng）向相反，順時針為開，逆（nì）時針為關），使（shǐ）其壓力穩定在0.2Mpa左右；；
待操作穩定以後，從塔頂、塔底取樣口同（tóng）時取樣分析；
增加氣相流量，重（chóng）複（fù）操作7，以取得另外一組數據；
如果分析結果證明，增加氣（qì）相流量後，塔頂出口氣相與塔底出口液相中溶質含量（liàng）上升，說明實驗結果基本合理，吸收實驗則已完成；
關（guān）閉進口液相的控製閥終止加料，關閉水泵電源，待塔內液相全部流完以（yǐ）後再關（guān）閉氣相進（jìn）口閥；
遇緊急情況需（xū）直接斷電源，但斷（duàn）電後必須把所有的開關和閥都關上。

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