化工原理實驗指導書
1、填料吸收塔實驗
1、1常壓填料吸收塔實驗
1.1.1 實驗目的
1. 了解加壓常壓填料塔吸收裝置的基本結構及流程；
2. 掌握總體積傳質係數的測定方法；
3. 測定填料塔的流體力學效能；
4. 了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質係數的影響；
5. 掌握氣相色譜儀和六通閥**檢測co2濃度的測量方法；
1.1.2基本原理
氣體吸收是典型的傳質過程之一。由於co2氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實驗選擇co2作為溶質組分是最為適宜的。本實驗採用水吸收空氣中的co2組分。
一般將配置的原料氣中的co2濃度控制在10%以內，所以吸收的計算方法可按低濃度來處理。又co2在水中的溶解度很小，所以此體系co2氣體的吸收過程屬於液膜控制過程。因此，本實驗主要測定kxa和hol。
1）計算公式
填料層高度z為
1－1）
式中： l 液體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m2·s)；
kxax為推動力的液相總體積傳質係數，kmol / (m3·s)；
hol傳質單元高度，m；
nol傳質單元數，無因次。
令：吸收因數a=l/mg1－2）
1－3）
2）測定方法
（1）空氣流量和水流量的測定
本實驗採用轉子流量計測得空氣和水的流量，並根據實驗條件（溫度和壓力）和有關公式換算成空氣和水的摩爾流量。
（2）測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；
（3）平衡關係。
本實驗的平衡關係可寫成
y = mx1－4）
式中： m 相平衡常數，m=e/p；
e 亨利係數，e＝f(t)，pa，根據液相溫度測定值由附錄查得；
p 總壓，pa，取壓力表指示值。
對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算
可得x1 。
1.1.3實驗裝置與流程
1〕裝置流程
本實驗裝置流程如圖1－1所示：水經轉子流量計後送入填料塔塔頂再經噴淋頭噴淋在填料頂層。由風機輸送來的空氣和由鋼瓶輸送來的二氧化碳氣體混合後，一起進入氣體混合穩壓罐，然後經轉子流量計計量後進入塔底，與水在塔內進行逆流接觸，進行質量交換，由塔頂出來的尾氣放空，由於本實驗為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個實驗過程可看成是等溫吸收過程。
圖1—1 吸收裝置流程圖
2〕主要裝置
（1）吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內裝有金屬絲網板波紋規整填料，填料層總高度1800mm。塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。
填料塔底部有液封裝置，以避免氣體洩漏。
（2）填料規格和特性：
金屬絲網板波紋填料：型號jwb—700y，填料尺寸為φ100×50mm，比表面積700m2/m3。
（3）轉子流量計：
（4）旋渦氣幫浦：xgb—11型，風量0～90m3/h，風壓14kpa；
（5）二氧化碳鋼瓶；
（6）氣相色譜儀（型號：sp6801）；
（7）色譜工作站：浙大ne2000。
1.1.4實驗步驟與注意事項
1.1.4.1填料塔的流體力學效能測定
1）實驗步驟
（1）熟悉實驗流程；
（2）裝置上電，儀表電源上電，開啟風機電源開關；
（3）測定干塔填料塔的壓降，即在進水閥1關閉時，開啟進氣閥2並調節流量從2、4、6、8、10 m3/h、……至最大 ，分別讀取對應流量下的壓降值，注意塔底液位調節閥6要關閉，否氣體會走短路，尾氣放空閥4全開；
（4）測定一定噴淋量時填料塔的壓降，即開啟進水閥，設定一定的水流量值，如200、400、600、800l/h時，在對應的某水流量下，調節氣體的流量，從2、4、6、8、10 m3/h、……至最大 （液泛），分別讀取對應流量下的壓降值，注意塔底液位調節閥6要調節液封高度，以免氣體走短路，尾氣放空閥4全開。
2）注意事項
（1）固定好操作點後，應隨時注意微調水、空氣流量調節閥以保持各量不變。
1.1.4.2填料塔的吸收傳質效能測定
1）實驗步驟
（1）熟悉實驗流程和弄清氣相色譜儀及其配套儀器結構、原理、使用方法及其注意事項；
（2）同上步驟（2）；
（3）開啟進水總閥，使水的流量達到400l/h左右。讓水進入填料塔潤濕填料。
（4）塔底液封控制：仔細調節閥門6的開度，使塔底液位緩慢地在一段區間內變化，以免塔底液封過高溢滿或過低而洩氣。
（5）開啟co2鋼瓶總閥，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關方向相反，順時針為開，逆時針為關），使其壓力穩定在0.2mpa左右；
（6）仔細調節空氣流量閥2至4m3/h，並調節閥3來調節轉子流量計的流量，使co2流量穩定在120l/h；
（7）仔細調節尾氣放空閥4的開度，直至塔中壓力穩定在實驗值；
（8）待塔穩定後，讀取各流量計的讀數及通過溫度數顯表、壓力表讀取各溫度、壓力，通過六通閥**進樣，利用氣相色譜儀分析出塔頂、塔底氣相組成；
（9）增大水流量值至600l/h、800l/h，重複步驟（6）（7）（8），測定水流量增大對傳質的影響。
（10）實驗完畢，關閉co2鋼瓶總閥，再關閉風機電源開關、關閉儀表電源開關，清理實驗儀器和實驗場地。
2）注意事項
（1）固定好操作點後，應隨時注意微調各流量調節閥以保持各量不變。
（2）在填料塔操作條件改變後，需要有一段的穩定時間，一定要等到穩定以後方能讀取有關資料。
（3）吸收取樣時尾氣放空閥4不能全開，否則尾氣取樣可能失敗。
（4）六通閥閥杆要麼置於取樣要麼置於放空，不能置於中間，否則會導致色譜鎢絲燒壞的嚴重事故。
1.1.5 實驗報告
（1) 將原始資料列表。
（2）列出實驗結果與計算示例。
1.1.6 思考題
（1）．本實驗中，為什麼塔底要有液封？液封高度如何計算？
（2）．測定填料塔的流體力學效能有什麼工程意義？
（3）．測定kxa有什麼工程意義？
（4）．為什麼二氧化碳吸收過程屬於液膜控制？
（5）．當氣體溫度和液體溫度不同時，應用什麼溫度計算亨利係數？
1.1.7實驗資料記錄及資料處理結果示例
實驗裝置：1#； 操作壓力115.0kpa
計算結果：
塔底液相組成：0.002504mol %；塔頂液相組成：0.0 mol %；
液相總傳質單元數：4.3；
液相總傳質係數：3322.7 kmol/(m3/h)
測量條件：
色譜型號：gc-2000a
柱型別：填充柱
柱規格：gdx-103
載氣型別：氫氣
載氣流量：50ml/min
進樣量：1ml
檢測器溫度：78℃
進樣器溫度：80℃
柱溫： 40℃
1.2加壓常壓填料吸收塔實驗
1.2.1 實驗目的
1.了解加壓常壓填料塔吸收裝置的基本結構及流程；
2.掌握總體積傳質係數的測定方法；
3.了解氣體空塔速度和液體噴淋密度對總體積傳質係數的影響；
4.掌握氣相色譜儀和六通閥**檢測co2濃度的測量方法。
1.2.2 基本原理
氣體吸收是典型的傳質過程之一。由於co2氣體無味、無毒、廉價，所以氣體吸收實驗選擇co2作為溶質組分是最為適宜的。本實驗採用水吸收空氣中的co2組分。
一般將配置的原料氣中的co2濃度控制在10%以內，所以吸收的計算方法可按低濃度來處理。又co2在水中的溶解度很小，所以此體系co2氣體的吸收過程屬於液膜控制過程。因此，本實驗主要測定kxa和hol。
1）計算公式
填料層高度z為
1－1）
式中： l 液體通過塔截面的摩爾流量，kmol / (m2·s)；
kxax為推動力的液相總體積傳質係數，kmol / (m3·s)；
hol傳質單元高度，m；
nol傳質單元數，無因次。
令：吸收因數a=l/mg1－2）
1－3）
2）測定方法
（1）空氣流量和水流量的測定
本實驗採用轉子流量計測得空氣和水的流量，並根據實驗條件（溫度和壓力）和有關公式換算成空氣和水的摩爾流量。
（2）測定塔頂和塔底氣相組成y1和y2；
（3）平衡關係。
本實驗的平衡關係可寫成
y = mx1－4）
式中： m 相平衡常數，m=e/p；
e 亨利係數，e＝f(t)，pa，根據液相溫度測定值由附錄查得；
p 總壓，pa，取壓力表指示值。
對清水而言，x2=0,由全塔物料衡算
可得x1 。
1.2.3實驗裝置與流程
1〕裝置流程
本實驗裝置流程如圖1－2所示：水經高壓幫浦加壓後再經轉子流量計後送入填料塔塔頂，經噴淋頭噴淋在填料頂層。由壓縮機輸送來的空氣經壓力定值調節閥調節壓力至0.
2mpa和由鋼瓶輸送來的二氧化碳氣體混合後，一起進入氣體混合穩壓罐混合，然後經轉子流量計計量後進入塔底，與水在塔內進行逆流接觸，進行質量和熱量的交換，由塔頂出來的尾氣經放空閥5調節開度，使吸收操作壓力穩定在0-0.2mpa，以實現加壓常壓吸收操作，由於本實驗為低濃度氣體的吸收，所以熱量交換可略，整個實驗過程可看成是等溫吸收過程。
圖1—2 加壓吸收裝置流程圖
2〕主要裝置
（1）吸收塔：高效填料塔，塔徑100mm，塔內裝有金屬絲網板波紋規整填料，填料層總高度1800mm.。塔頂有液體初始分布器，塔中部有液體再分布器，塔底部有柵板式填料支承裝置。
填料塔底部有液封裝置，以避免氣體洩漏。
（2）填料規格和特性：
金屬絲網板波紋填料：型號jwb—700y，填料尺寸為φ100×50mm，比表面積700m2/m3。
（3）轉子流量計；
（4）壓縮機：z-0.25/7型
化工原理實驗報告
實踐創新基礎 報告 姓名班級學號 指導教師 日期成績 南京工業大學化學工程與工藝專業 實驗名稱 流體流動阻力測定實驗 1 測定流體在圓直等徑管內流動時的摩擦係數 與雷諾數re的關係，將測得的 re曲線與由經驗公式描出的曲線比較 2 測定流體在不同流量流經全開閘閥時的區域性阻力係數 3 掌握流體流經直...
化工原理實驗報告
離心幫浦特性曲線測定 學院 專業班級 學號 姓名 一 實驗目的 1 了解離心幫浦結構與特性，熟悉離心幫浦的使用 2 掌握離心幫浦特性曲線測定方法 3 了解電動調節閥的工作原理和使用方法。二 基本原理 1 揚程h的測定與計算 取離心幫浦進口真空表和出口壓力表處為1 2兩截面，列機械能衡算方程，由於兩截...
化工原理實驗報告
實驗專案 離心幫浦特性曲線的測定實驗 班級 031093 成員 王會磊，胡艾，蒲清俊，肖婉琴 日期 2011年4月13日 小組成員 王會磊，胡艾，蒲清俊，肖婉琴 一實驗名稱 離心幫浦特性曲線的測定實驗 二實驗內容 測定一定轉速下的的離心幫浦的特性曲線 三實驗目的 1理解離心幫浦的結構特點和熟悉並掌握...