填料塔塔底液封裝置如何設計

1. 化工原理吸收試驗m是什麼

一、實驗目的
1．了解填料吸收塔的結構和流程；
2．了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響；
3．掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法
4. 學會使用GC
二、實驗原理
吸收操作是分離氣體混合物的方法之一，在實際操作過程中往往同時具有凈
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化與回收雙重目的。因而，氣體出口濃度y2是度量該吸收塔性能的重要指標，但影響y2的因素很多，因為吸收傳質速率NA由吸收速率方程式決定。
(一). 吸收速率方程式：
吸收傳質速率由吸收速率方程決定 ：
或
式中： Ky 氣相總傳系數，mol/m3.s；
A 填料的有效接觸面積，m2；
Δym 塔頂、塔底氣相平均推動力，
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V填 填料層堆積體積，m3；
Kya 氣相總容積吸收傳質系數，mol/m2.s。
從前所述可知，NA的大小既與設備因素有關，又有操作因素有關。
(二).影響因素：
1．設備因素：
V填與填料層高度H、填料特性及放置方式有關。然而，一旦填料塔製成，V填就為一定值。
2．操作因素：
a．氣相總容積吸收傳質系數Kya
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根據雙膜理論，在一定的氣溫下，吸收總容積吸收傳質系數Kya可表示成：
又有文獻可知：和，綜合可得，顯然Kya與氣體流量及液體流量均有密切關系。比較a、b大小，可討論氣膜控制或液膜控制。
b．氣相平均推動力Δym
將操作線方程為：的吸收操作線和平衡線方程為：y＝mx的平衡線在方格紙上作圖，從圖5-1中可得知：
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圖5-1 吸收操作線和平衡線
其中 ；，，另外，從圖5-1中還可看出，該塔是塔頂接近平衡。
(三). 吸收塔的操作和調節：
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吸收操作的結果最終表現在出口氣體的組成y2上，或組分的回收率η上。在低濃度氣體吸收時，回收率η可近似用下式計算：

吸收塔的氣體進口條件是由前一工序決定的，控制和調節吸收操作結果的是吸收劑的進口條件：流率L、溫度t、濃度x2三個因素。
由吸收分析可知，改變吸收劑用量是對吸收過程進行調節的最常用方法，當氣體流率G不變時，增加吸收劑流率，吸收速率NA增加，溶質吸收量L增加，那
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么出口氣體的組成y2減小，回收率η增大。
當液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質總系數Kya變化較小或基本不變，溶質吸收量的增加主要是由於傳質平均推動力Δym的增大而引起，即此時吸收過程的調節主要靠傳質推動力的變化。
當液相阻力較大時增加液體的流量。傳質系數Kya大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結果使傳質速率NA增大，溶質吸收量增大。
吸收劑入口溫度對吸收過程影響也甚大，也是控制和調節吸收操作的一個重要因素。降低吸收劑的溫度，使氣體的
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溶解度增大，相平衡常數減小。
對於液膜控制的吸收過程，降低操作溫度，吸收過程的阻力將隨之減小，結果使吸收效果變好，y2降低，而平均推動力Δym或許會減小。對於氣相控制的吸收過程，降低操作溫度，過程阻力不變．但平均推動力Δym增大，吸收效果同樣將變好。總之，吸收劑溫度的降低，改變了相平衡常數，對過程阻力及過程推動力都產生影響，其總的結果使吸收效果變好，吸收過程的回收率增加。
吸收劑進口濃度x2是控制和調節吸收
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效果的又一重要因素。吸收劑進口濃度的降低，液相進口處的推動的增大，全塔平均推動力也將隨之增大而有利於吸收過程回收率的提高。
應當注意，當氣液兩相在塔底接近平衡（L/G＜m）（見圖5－2a）欲降低y2，提高回收率，用增加吸收劑用量的方法更有效。但是當氣液兩相在塔頂接近平衡時（L/G＞m）（見圖5－2b）提高吸收劑用量，即增大L/G並不能使y2明顯的降低，只有用降低吸收劑入塔濃度x2才是有效的。

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a b
圖5 - 2 L/G大小對操作的影響
三、實驗要點
1．單元操作 ----- 吸收單元操作的特點；回收率η的影響因素；
2．實驗結果 ----- 雙膜理論、分析吸收過程屬於氣膜控制或液膜控制；
3．實驗測量 ----- 氣體轉子流量計的讀數以及校正；
4．實驗流程 ----- 液泛現象及預防，液封的作用及控制；
5．實驗設備 ----- 填料吸收塔的結構及操
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作及填料介紹。
四、實驗裝置示意圖及流程

五、實驗步驟
(一).設備：
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本實驗裝置是空氣―丙酮混合氣―水吸收系統，吸收塔為填料吸收塔，氣體是經定值器將壓力恆定的室溫空氣，進入丙酮容器鼓泡而出，得到的丙酮已達飽和的混合氣，吸收劑為自來水，用色譜分析的方法，測定混合氣進口濃度y1及混合氣出口濃度y2。
(二).測試准備：
1.接通氣路，打開水流量計開關，再打開定值器開關，將壓力恆定在0.02MPa左右，然後，打開氣體轉子流量計，把水和氣的轉子流量計調節至測試時的最大值，仔細檢查設備是否有漏液、液泛等不正常現象，如果一切正常，即可開始調試。
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2．測試：
在上面的步驟完成後，用分別改變水流量、空氣流量（均由小至大）、及水溫（升高）的方法，測數組數據。每改變一次水流量或空氣流量，均需間隔數分鍾取樣，或出口水溫基本恆定。取樣時，先取y1再取y2。
3. 注意事項：
氣體流量不能超過600 L/h，液體流量不能超過7L/h，否則有可能液泛。液封的液位高低由後面的閥門控制。
六、實驗操作原則及內容
(一).實驗操作原則：
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1．先開水的開關，後開氣的開關，並測量空氣的溫度。？
2．y1每次都要測量，且要先測y2，後測y1，防止影響吸收的平衡。
3．注意控制液封的水位，且要防止液泛。
4．加熱溫度要小於50℃，。（電壓95伏左右）
5．改變控制條件時，要經過10 ~ 15 min時間穩定。
(二).實驗內容：
1．在空氣流量恆定條件下，改變清水
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流量，測定氣體進出濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
2．在清水流量恆定條件下，改變空氣流量，測定氣體進出口濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
3．在空氣流量和清水流量恆定條件下，改變清水溫度，測定氣體進出口濃度y1、y2，計算組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya。
七、實驗數據記錄及數據處理
(一). 設備參數：
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填料：瓷質拉西環； 氣液接觸方式：氣 ~ 液逆流；
(二). 操作參數：
定值器壓力：0.02-0.04MPa ( 表壓 )
(三).原始數據記錄：
1．常數：
填料塔直徑D：40 mm；填料塔高度H：220 mm；
色譜儀系數：0.18；室溫：10℃；氣壓：101.3KPa
2．實驗數據記錄：
序號
氣體流量
G / (L/h)
水流量
L / (L/h)
氣體進口濃度
色譜峰高
氣體出口濃度
色譜峰高
水進口
溫度/℃
水出口
溫度/℃
混合氣
溫度/℃
1
2
3
4
5
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(四)計算結果
序號
氣體流量G
Kmol / m2.h
水流量L
Kmol / m2.h
x1
Δym
η
Kya
1
2
3
4
5
八、實驗數據處理中注意事項說明：
1．氣體流量計在0.02MPa下使用，與氣體流量計標定時的狀態不同，故需校正：
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2．吸收劑的進口溫度由半導體溫度計測得，需計算全塔平均溫度，來查得各組的m值。全塔平均溫度為：

3．色譜儀上讀得的峰面積正比於取樣氣相濃度，進出口峰面積之比，等於氣體進出口濃度y1， y2之比。
4. 丙酮的安托因方程系數
P：mmHg
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A：6.75.30
B：1030.96
C：209.83
t：℃ （5~45℃）
九、實驗數據處理結果的討論及要求
1．在空氣流量恆定條件下，改變清水流量，討論組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya的變化規律。
2．在清水流量恆定條件下，改變空氣流量，討論組分回收率η，傳質推動力面Δym和傳質系數Kya的變化規律。
3．從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜
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控制還是液膜控制，還是兩者兼而有之。
十、思考題
1．從傳質推動力和傳質阻力兩方面分析吸收劑流量和吸收溫度對吸收過程的影響？
2．從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜控制還是液膜控制，還是兩者兼而有之？
3．填料吸收塔塔底為什麼必須有液封裝置，液封裝置是如何設計的。
4．將液體丙酮混入空氣中，除實驗裝置鼓泡器中用到的方法外

2. 有沒有有關氮氣吸附實驗的分析資料

實驗六 吸收實驗
(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收傳質系數的測定
一、實驗目的
1、了解填料吸收塔的結構和流程；
2、了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響；
3、掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法。
二、實驗內容
1、測定吸收劑用量與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
2、測定氣體流量與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
3、測定吸收劑及氣體溫度與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
三、實驗原理
吸收是分離混合氣體時利用混合氣體中某組分在吸收劑中的溶解度不同而達到分離的一種方法。不同的組分在不同的吸收劑、吸收溫度、液氣比及吸收劑進口濃度下，其吸收速率是不同的。所選用的吸收劑對某組分具有選擇性吸收。
1、吸收總傳質系數Kya的測定
傳質速率式： NA=Kya·V填·△Ym (1)
物料衡算式： G空(Y1-Y2)=L(X1-X2) (2)
相平衡式： Y=mX (3)
(1)和(2)式聯立得： Kya= (4)
由於實驗物系是清水吸收丙酮，惰性氣體為空氣，氣體進口中丙酮濃度y1>10%,屬於高濃度氣體吸收，所以：
Y1= ； Y2= ；
G空—空氣的流量（由裝有測空氣的流量計測定）,Kmol/m2·h；
V填—與塔結構和填料層高度有關；
其中： (5)
； ；
L—吸收劑的流量（由裝有測吸收劑的流量計測定）, Kmol/m2·h；
m---相平衡常數（由吸收劑進塔與出塔處裝的溫度計所測溫度確定），吸收溫度：

附：流量計校正公式為：
, L/h (GN為空氣轉子流量計讀數)
單位變換： ，Kmol/m2·h；（其中，A為塔橫截面積， ）
，Kmol/m2·h；（其中，L0是水流量l/h，M0是水的摩爾質量）
2、吸收塔的操作
吸收操作的目標函數：y2 或 η=
影響y2 有：1).設備因素；2).操作因素。
1).設備因素
a、填料塔的結構
典型的填料塔結構為塔體是一圓形筒體，筒體內分層安放一定高度的填料層，填料層底端由擱柵支撐，液體分布器和液體再分布器將吸收劑均勻地分散至整個塔截面的填料上。液體靠重力自上而下流動，氣體靠壓差自下而上流動。填料的表面覆蓋著一層液膜，氣液傳質發生在氣液接觸面上。
最早的填料拉西(1914)由拉西發明，它是一段外徑和高度相等的短管，時隔多年，鮑爾環，階梯環，彈簧填料，θ環填料……不銹鋼金屬
圖1. 填料塔結構示意圖
絲網波紋填料，以及種類繁多的規整填料。評價填料特性的三個數字：
i)比表面積 a (m2/m3) 越大越好；
ii)空隙率ε 氣體阻力盡可能小，ε越大越好；
iii)單位堆積體積內的填料數目n。
b、 填料的作用
(1) 增加氣液接觸面積
應滿足：i) 80%以上的填料潤濕。
ii) 液體為分散相，氣體為連續相 (反之為鼓泡塔，失去填料的作用) 。
(2) 增加氣液接觸面的湍動
應滿足：i) 保證氣液逆流。
圖2. 操作線與平衡線的關系
ii) 要有適宜的液氣比，若氣速過大，液體下降速度為零，即發生液泛。填料塔的操作滿足了上述要求，填料才會起作用。
c、 液體分布器的作用
(1)較高的填料層，需分段安裝液體再分布器。
(2)克服液體向壁偏流現象，為此，每隔一定高度的填料層，要裝有液體再分布器。
(3)使填料均勻潤濕，從而增加氣液接觸面積。
2）、操作因素
本文所強調對於特定的吸收過程，改變L、t、x2三要素對改善y2所起的作用是不同的，即回答特定的吸收過程，三要素中哪一個是控制因素。
(1)、當L/G >m時，推動力△ym 由操作線某一端靠近平衡線的那一頭所決定，見圖2所示。若增加吸收劑L的流量導致解吸超負荷，解吸不徹底，所引起的後果是吸收劑進口濃度x2增加，從而使吸收後尾氣濃度y2 也增加。針對這種情況，控制操作要素是x2，降低x2，見圖2所示。
其方法有二種：
i)改善解吸塔的操作，採用一切能使解吸徹底的方法。
ii)增加新鮮吸收劑的用量。
(
2) 當L/G<m時，若適當增加吸收劑流量，其一改善了操作線的斜率，見圖3所示，△ym將增加；其二對液膜傳質分系數的提高也有一定的貢獻。如果物系屬於液膜控制，此時的控制操作要素是適當增加吸收劑的流量L。
但是，L的增加有適度的要求，一般為L/G=(1.1～2)(L/G)min,還應同時考慮再生設備的處理能力。
（3）當吸收系強放熱過程時，意味著自塔頂而下，吸收液溫度增加很大，甚至達到了解吸溫度。此時的平衡線斜率變陡，傳質推動力△ym下降，見圖4所示。如，用水來吸收SO3制H2SO4,第一步只能先製得93%的硫酸，再用93%硫酸冷卻後吸收SO3,經脫去少量水，才製得98%濃硫酸。因此，針對這種情況，控制操作要素是吸收劑溫度t，即吸收液需經中間冷卻後再吸收。
四、實驗裝置流程圖
1、設備流程圖

2、 主要設備儀表
管道加熱器，吸收塔，丙酮鼓泡器，壓力定值器，空氣壓縮機，流量計，測溫儀表
3、 主要設備參數
玻璃彈簧填料塔參數：塔徑：35mm 填料高度：240mm 定值器參考設定壓力：0.02-0.08MPa
瓷拉西環填料塔參數：塔徑：35mm 填料高度：400mm 定值器參考設定壓力：0.02-0.08MPa
4、 用氣相色譜測丙酮的操作條件（氣相色譜儀GC961T）
進樣器溫度： 150℃ 熱導池溫度： 150℃
柱箱初始溫度： 150℃ 載氣流量A： 刻度5左右
載氣流量B： 刻度5左右 電流： 80MA
進樣量（六通閥進樣）： 25ML

五、實驗步驟
1、打開吸收劑計量流量計至刻度為2 L/h。
2、打開空氣壓縮機，調節壓力定值器至刻度為0.02Mpa，此壓力足夠提供氣體流動的推動力，因為尾氣排放直接放空。
3、調節液封裝置中的調節閥使吸收塔塔底液位處於氣體進口處以下的某一固定高度。
4、調節空氣計量流量計至刻度為400 L/h。
5、待穩定10 min後，分別對氣體進、出口y1、y2取樣分析，為使實驗數據准確起見，先取y2,後取y1；取樣針筒應在取樣分析前用待測氣體洗二次，取樣量近30ml。
6、當常溫吸收實驗數據測定完後，將吸收劑進口溫度調節器打開，旋至電流刻度為1.2A，待進、出口溫度顯示均不變時，取樣分析。
注意事項：
1、 室溫大於15℃時，空氣不需加熱，即可達到配料要求。若室溫偏低，可預熱空氣使y1達到要求。
2、 各儀表讀數恆定5min以後，即可記錄或取樣分析有關數據，再按預先設計的實驗方案調節有關參數。
3、 用微量針管取樣時，應特別仔細，按老師要求操作。
六、實驗報告的內容和要求
1、 數據採集完後用計算機進行處理。
2、 取一組數據進行示例計算，計算出ΔYm、η、Kya。
3、對實驗結果進行討論和分析。
七、思考題
1、 從傳質推動力和傳質阻力兩方面分析吸收劑流量和吸收劑溫度對吸收過程的影響？
2、 從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜控制還是液膜控制，還是兩者兼有之？
3、 填料吸收塔塔底為什麼必須有液封裝置，液封裝置是如何設計的。
4、 將液體丙酮混入空氣中。除實驗裝置中用到的方法外，還可有哪幾種？
附表：
原始數據記錄表格
No 液相流量L/h 氣相流量L/h 液相進口溫度℃ 液相出口溫度℃ 氣相進口濃度mol% 氣相出口濃度mol%
1
2
3
4
5

（二）氨填料吸收塔的操作及吸收傳質系數的測定
一、實驗目的
1、了解填料吸收塔的結構和流程；
2、了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響；
3、掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法。
二、實驗內容
1、測量某噴淋量下填料層(ΔP/z)--U關系曲線；
2、在一定噴淋量下，計算混合氣體中氨組分為O.02靡爾比時的傳質系數Kya。
三、實驗原理
1、總傳質系數Kya的測定
（1）
式中：v--空氣的摩爾流量 mol/h；
Kya--傳質系數 mol/m3·h；
Ω—塔的橫截面積 m2；
HOG--氣相總傳質單元高度 m。
由(7--1)可知， (2)
2、氣相總傳質單元高度的HOG的測定:
(3)
式中: Z--填料層總高度 m;
NOG--氣相總傳質單元數;
3、氣相總傳質單元數NOG的測定，
(4)
式中:y1--塔底氣相濃度;
y2--塔頂氣相依度;
ΔYm--平均濃度差。
4、氣相平均推動力ΔYm的測定：
（5）

5、吸收塔的操作和調節:
吸收操作的結果最終表現在出口氣體的組成y2上，或組分的回收率η上。在低濃度氣體吸收時，回收率可近似用下式計算:
(6)
吸收塔的氣體進口條件是由前一工序決定的，控制和調節吸收操作結果的是吸收劑的進口條件:流率L、溫度t、濃度X三個要素。
由吸收分析可知，改變吸收劑用量是對吸收過程進行調節的最常用的方法，當氣體流率G不變時，增加吸收劑流率，吸收速率NA增加，溶質吸收量增加，那麼出口氣體的組成y2減小，回收度η增大。當液相阻力較小時，增加液體的流量，傳質總系數變化較小或基本不變，溶質吸收量的增加主要是由於傳質平均推動力Δym的增加而引起的，即此時吸收過程的調節主要靠傳質系數大幅度增加，而平均推動力可能減小，但總的結果使傳質速度增大，溶質吸收量增大。
吸收劑入口溫度對吸收過程影響也甚大，也是控制和調節吸收操作的一個重要因素。降低吸收劑的溫度。使氣體的溶解度增大，相平衡常數減小。
對於液膜控制的吸收過程，降低操作溫度、吸收過程的阻力 將隨之減小，結果使吸收效果變好，y2降低，而平均推動力ΔYm或許會減小。對於氣相控制的吸收過程，降低操作溫度，過程 阻力 不變，但平均推動力增大，吸收效果同樣將變好。總之，吸收劑溫度的降低，改變了相平衡常數，對過程阻力及過程推動力都產生影響，其總的結果使吸收效果變好，吸收過程的回收度增加。
吸收劑進口濃度x2是控制和調節吸收效果的又一重要因素。吸收劑進口濃度x2降低，液相進口處的推動力增大，全塔平均推動力也將隨之增大而有利於吸收過程回收率的提高。

應當注意，當氣液兩相在塔底接近平衡( )欲降低y2，提高回收率，用增大吸收劑用量的方法更有效,見圖(a)。但是，當氣液兩相在塔頂接近平衡時( )提高吸收劑用量，即增大 並不能使y2明顯的降低，只有用降低吸收劑入塔濃度x2才是有效的,見圖（b）。
四、實驗設備、儀表及流程圖
1、設備參數:
(1)鼓風機：XGE型旋渦氣泵，型號2，最大壓力1176Kpa，最大流量:75m3/h
(2)填料塔:材質為硼酸玻璃管，內裝10X10X1.5瓷拉兩環，填料層高度Z=0.4m;
填料塔內徑D=0.075m
(3)液氨瓶一個
2、流量測量
(1)空氣轉子流量計：型號：LZB—25 流量范圍：2.5—25m3/h 精度：2.5℅
(2)水轉子流量計: 型號：LZB--6 流量范圍：6—60l/m 精度：2.5℅
3、濃度測量：
(1)塔底吸收液濃度分析：定量化學分析儀一套。
(2)塔頂尾氣濃度分析：吸收瓶、量氣瓶、水準瓶一套。
4、實驗裝置及流程圖

五、實驗方法及步驟
1、測量某噴淋量下填料層(ΔP/Z)一U關系曲線
先打開水的調節閥，使水的噴淋量為40L/h，後啟動鼓風機，用空氣調節閥調節進塔的空氣流量，按空氣流量從小到大的順序讀取填料層壓降ΔP，轉子流量計讀數和流量計處空氣溫度，並注意觀察塔內的操作現象，一旦看到液泛現象時記下對應的空氣轉子流量計讀數。在對數坐標紙上標出液體噴淋量為40L/h時(ΔP/Z)一U關系曲線，確定液泛氣速與觀察的液泛氣速相比較。
2、測一定空氣流量和水流量下的氨氣的吸收效果
選擇適宜的空氣流量和水流量(建議水流量為30L/h)，計算向進塔空氣中送入的氨氣流量，使混合氣體中氨組分為0.02左右摩爾比。待吸收過程基本穩定後，記錄各流量計讀數和溫度，記錄塔底排出液的溫度，並分析塔頂尾氣及塔底吸收液的濃度。
3、尾氣分析方法
a、排出兩個量氣管內空氣，使其中水面達到最上端的刻度線零點處，並關閉三通旋塞。
b、用移液管向吸收瓶內裝入5ml濃度為0.005M左右的硫酸並加入1一2滴甲基橙指示液。
c、將水準瓶移至下方的實驗架上，緩慢地旋轉三通旋塞，讓塔頂尾氣通過吸收瓶，旋塞的開度不宜過大，以能使吸收瓶內液體以適宜的速度不斷循環為限。
從尾氣開始通入吸收瓶起就必需始終觀察瓶內液體的顏色，中和反應達到終點時立即關閉三通旋塞，在量氣管內水面與水準瓶內水面齊平的條件下讀取量氣管內空氣的體積。
若某量氣管內已充滿空氣，但吸收瓶內未達到終點，可關閉對應的三通旋塞，讀取該量氣管內的空氣體積，同時啟用另一個量氣管，繼續讓尾氣通過吸收瓶。
d、用下式計算尾氣濃度Y2
因為氨與硫酸中和反應式為:

所以到達化學計量點(滴定終點時)，被滴物的摩爾數 和滴定劑的摩爾數 之比為：

式中： ， ---分別為NH3和空氣的摩爾數
---硫酸溶液體積摩爾濃度，mol溶質/L溶液
---硫酸溶液的體積，mL
---量氣管內空氣總體積，mL
T0---標態時絕對溫度，2.73K
T---操作條件下的空氣絕對溫度，K。
4、塔底吸收液的分析方法
a、當尾氣分析吸收瓶達終點後即用三角瓶接取塔底吸收液樣品，約200ml並加蓋。
b、用移液管取塔底溶液I0mL置於另一個三角瓶中，加入2滴甲基橙指示劑。
c、將濃度約為0.1N的硫酸置於酸滴定管內，用以滴定三角瓶中的塔底溶液至終點。
5、 水噴淋量保持不變，加大或減小空氣流量，相應地改變氨流量，使混合氣中的氨濃度與第一次傳質實驗時相同，重復上述操作，測定有關數據。
注意事項：
1、啟動鼓風機前，務必先全開放空閥2。
2、做傳質實驗時，水流量不以超過40L/h，否則尾氣的氨濃度極低，給尾氣分析帶來麻煩。
3、兩次傳質實驗所用的進氣氨濃度必須一樣。
六、數據記錄與處理
1、干填料時ΔP/z一U關系測定
L=0 填料層高度Z=0.4m 塔徑D=0.075m
序號 填料層高度ΔP(mmH2O) 單位高度填料層壓降ΔP/Z(mmH2O) 空氣轉子流量計讀數(m3/h) 空氣流量計處空氣溫度t(℃) 對應空氣的流量Vh(m3/h) 空塔氣速u(m/s)
1
2
3
……

2、噴淋量為40L/h,ΔP/Z---U關系測定
序號 填料層高度ΔP(mmH2O) 單位高度填料層壓降ΔP/Z(mmH2O) 空氣轉子流量計讀數(m3/h) 空氣流量計處空氣溫度t(℃) 對應空氣的流量Vh(m3/h) 空塔氣速u(m/s) 塔內的操作現象
1
2
3
…

Vh=V轉 公式計算：
式中:V轉一一空氣轉子流量計讀數m3/h，
t一一空氣轉子流量計處空氣溫度 ℃
3、傳質實驗
被吸收的氣體混合物：空氣+氨混合氣；吸收劑：水；填料種類：瓷拉西環；填料尺寸：10XI0XI.5mm;填料層高度：0.4m；塔內徑:75mm

實 驗 項 目 1 2
空氣流量 空氣轉子流量計讀數m3/h轉子流量計處空氣溫度℃流量計處空氣的體積流量m3/h
氨流量 氨轉子流量計讀數m3/h轉子流量計處氨溫度℃流量計處氨的體積流量m3/h
水流量 水轉子流量計讀數L/h水流量
塔頂Y2的測定 測定用硫酸的濃度M mol/L測定用硫酸的體積mL量氣管內空氣總體積mL量氣管內空氣溫度℃
塔底X1測定 滴定用硫酸的濃度mol/L滴定用硫酸的體積mL樣品的體積mL
相平衡 塔底液相的溫度℃相平衡常數m

實 驗 項 目 1 2
塔底氣相濃度Y1,kmol氨/kmol空氣
塔頂氣相濃度Y2,kmol氨/kmol空氣
塔底液相濃度X1,kmol氨/kmol水
Y1* kmol氨/kmol空氣
平均濃度差ΔYm，kmol氨/kmol空氣
氣相總傳質單元數NOG
氣相總傳單元高度HOG m
空氣的摩爾流量V kmol/h
氣相總體積吸收系數Kya kmol氨/m3·h
回收率ηA
物料衡量 氣相給出的氨量G氣=V(Y1-Y2)液相得到的氨量G液=L(X1-X2)kmol氨/h對於G氣的相對誤差Er

3. 3.為什麼實驗過程中床層溫度是如何變化為什麼

實驗中冷流體和蒸汽的流向，對傳熱效果有何影響?
無影響。因為Q=αA△tm，不論冷流體和蒸汽是迸流還是逆流流動，由
於蒸汽的溫度不變，故△t不變，而α和A不受冷流體和蒸汽的流向的影響，
所以傳熱效果不變。
2.蒸汽冷凝過程中，若存在不冷凝氣體，對傳熱有何影響、應採取什麼
措施？
不冷凝氣體的存在相當於增加了一項熱
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阻，降低了傳熱速率。冷凝器
必須設置排氣口，以排除不冷凝氣體。
3.實驗過程中，冷凝水不及時排走，會產生什麼影響？如何及時排走冷
凝水？
冷凝水不及時排走，附著在管外壁上，增加了一項熱阻，降低了傳熱速
率。在外管最低處設置排水口，及時排走冷凝水。
4.實驗中，所測定的壁溫是靠近蒸汽側還是冷流體側溫度？為什麼？傳熱系數k接近於哪種流體的
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壁溫是靠近蒸汽側溫度。因為蒸汽的給熱系數遠大於冷流體的給熱系
數，而壁溫接近於給熱系數大的一側流體的溫度，所以壁溫是靠近蒸汽側溫
度。而總傳熱系數K接近於空氣側的對流傳熱系數
5.如果採用不同壓強的蒸汽進行實驗，對α關聯式有何影響？
基本無影響。因為α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)，當蒸汽壓強增加時，r 和△t
均增加，其它參數不變，故 (ρ2gλ3r/μd0△t)變化不大，所以認為蒸汽壓強
對α關聯式無影響。
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實驗五 固體流態化實驗
1.從觀察到的現象，判斷屬於何種流化？
2.實際流化時，p為什麼會波動？
3.由小到大改變流量與由大到小改變流量測定的流化曲線是否重合，為什麼？
4流體分布板的作用是什麼？
實驗六 精餾
1．精餾塔操作中，塔釜壓力為什麼是一個重要操作參數，塔釜壓力與哪些因素有關?
答（1）因為塔釜壓力與塔板壓力降有關。
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塔板壓力降由氣體通過板上孔口或通道時為克服局部阻力和通過板上液層時為克服該液層的靜壓力而引起，因而塔板壓力降與氣體流量（即塔內蒸汽量）有很大關系。氣體流量過大時，會造成過量液沫夾帶以致產生液泛，這時塔板壓力降會急劇加大，塔釜壓力隨之升高，因此本實驗中塔釜壓力可作為調節塔釜加熱狀況的重要參考依據。（2）塔釜溫度、流體的粘度、進料組成、迴流量。
2．板式塔氣液兩相的流動特點是什麼?
答：液相為連續相，氣相為分散相。
3．操作中增加迴流比的方法是什麼，能否採用減少塔頂出料量D的方法?
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答：（1）減少成品酒精的采出量或增大進料量，以增大迴流比；（2）加大蒸氣量，增加塔頂冷凝水量，以提高凝液量，增大迴流比。
5．本實驗中進料狀態為冷態進料，當進料量太大時，為什麼會出現精餾段干板，甚至出現塔頂既沒有迴流也沒有出料的現象，應如何調節?
答：進料量太大時，塔內的溫度較低，組分達不到足夠的溫度，沒有上升蒸汽，故精餾段干板，甚至出現塔頂既沒有迴流也沒有出料的現象。
（1）減小進料量；（2）升高塔釜溫度
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6．在部分迴流操作時，你是如何根據全迴流的數據，選擇一個合適的迴流比和進料位置的?
答：通過全迴流，可以通過作圖法求得全迴流理論板數NT，再根據總板效率，粗略算出塔板數，從而根據生產要求，確定迴流比和進料位置。
7若進料濃度下降,進料口下降還是上升
進料組成的變化，直接影響精餾操作，當進料中重組分的濃度增加時，精餾段的負荷增加。對於固定了精餾段板數的塔來說，將造成重組份帶到塔頂，使塔頂產品質量不合格。若進料中的輕組分的濃度增加時，提餾段的負荷增加。對
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於固定了提餾段塔板數的塔來說，將造成提餾段的輕組分蒸出不完全，釜液中輕組分的損失加大。同時，進料組成的變化還將引起全塔物料平衡和工藝條件的變化。組份變輕，則塔頂餾分增加，釜液排出量減少。同時，全塔溫度下降，塔壓升高。組份變重，情況相反。
進料組成變化時，可採取如下措施。
（1）改進料口。組份變重時，進料口往下改；組份變輕時，進料口往上改。
（2）改變迴流比。組份變重時，加大迴流比；組份變輕時，減少迴流比。
（3）調節冷劑和熱劑量。根據組成變動
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的情況，相應地調節塔頂冷劑和塔釜熱劑量，維持頂、釜的產品質量不變。
8若測得單板效率超過100%作何解釋
在進行精餾操作時,在塔板上由於液體流徑長,造成塔板上有明顯的濃度差異,使氣體分布不
均勻而可能使塔板的單板效率超過100%.
吸收
1．水吸收空氣中的二氧化碳屬於氣膜吸收還是液膜控制？
答：因為二氧化碳極不容易溶於水中，所以為液膜控制。
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2．吸收過程的影響因素有哪些？
答：（1）吸收劑的流量、種類；（2）被吸收氣體的流量；（3）吸收溫度；（4）填料分布的均勻性；（5）吸收塔的壓差；（6）吸收塔的液位。
3．氣體溫度與液體溫度不同時，應按哪個溫度計算相平衡常數？
答：按氣體和液體溫度的對數平均值計算。
4．當進氣濃度不變時，欲提高溶液出口濃度，可採用哪些措施？
答：（1）降低溫度；（2）降低進氣的流量；（3）降低吸收劑的流量
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5填料吸收塔塔底為什麼有液封裝置？採用了什麼原理
這時採用液封裝置是防止塔內氣體(一般為有毒有害或者本來就是產品)外漏，造成污染環境或者浪費。還有穩定塔的氣壓。原理是利用一定高度液體產生的壓力抵消塔內產生的壓力產生平衡，隔離塔內外氣體。
6 填料吸收塔傳質系數測定實驗中測定kxa有什麼工程意義
傳質系數是氣液吸收過程重要的研究的內容，是吸收劑和催化劑等性能評定、吸收設備設計、放大的關鍵參數之一
7能否用自來水代替高位槽水？為什麼
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不能。因為自來水水壓不穩，使整個體系成為不穩定體系
8填料塔的液泛和哪些因素有關？
直徑一定的塔，可供氣、液兩相自由流動的截面是有限的。二者之一的流量若增大到某個限度，降液管內的液體便不能順暢地流下；當管內的液體滿到上層板的溢流堰頂時，便要漫到上層板，產生不正常積液，最後可導致兩層板之間被泡沫液充滿。這種現象，稱為液泛。液泛開始時，塔的壓降急劇上升，效率急劇下降。隨後塔的操作遭到破壞。主要原因：降液管內液體倒流回上層板. 過量液沫夾帶到上層板 防止產生液泛的措施是：
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(1)按規定的進料量操作；
(2)按規定的迴流量操作。
實驗八 乾燥
1、為什麼在操作中要先開鼓風機送氣，而後通電加熱？
答：防止損壞風機。
2、某些物料在熱氣流中乾燥，希望熱氣流相對濕度要小；某些要在相對濕度較大的熱氣流中乾燥，為什麼？
3物料厚度不同時，乾燥速率曲線又如何變化？
4、濕物料在70℃～80℃的空氣流中經
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過相當長時間的乾燥，能否得到絕干物料?
5實驗過程中干、濕球溫度計是否變化？為什麼？
6如何判斷實驗已經結束？
答：當物料恆重時，可判斷實驗已經結束。
7恆定乾燥條件是指什麼？
指乾燥介質的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式，都在整個乾燥過程中均保持恆定
流化床乾燥
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1、固體流態化的過程包括 固定床 流化床 氣力輸送
2、下列敘述正確的是 固體顆粒層用氣體進行的流態化的形式為聚式流l化 固體顆粒層用液體進行的流態化的形式為散式流l化
3、聚式流o床的不正常操作現象主要有溝流與節涌l其中溝流產生的原因 顆粒粒度小 氣流速度小 分布板開孔率小
4、聚式流o床的不正常操作現象主要有溝流與節涌l其中節涌產生的原因為 顆粒粒度大 氣流速度大 床層高徑比大
5、在實驗過程中l空氣m過預熱器後，未發生變化的參數為 濕度
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6、在實驗過程中l測得的床層溫度與物料表面溫度較為近似，在恆速乾燥階段，其值與下列選項中的哪些參數相同： 濕球溫度 絕熱飽和濕度
7、在乾燥過程中l若增加乾燥介質空氣的流速，則有 氣速增加，物料的乾燥速度變大 氣速增加，臨界濕含量的值變大 氣速增加，平衡濕含量的值不變
8、在實驗過程中l若進口空氣的性質恆定，預熱器的出口溫度越高，則 乾燥速度越高 臨界濕含量越高
9、在降速乾燥階段，若空氣的干球溫度為t，濕球溫度為tW，露點為td，物料表面溫度為tm，則有 tm > tw
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10、在乾燥過程中l若待乾燥物料一定，改變乾燥介質空氣的性質，下列參數不發生變化的是 結合水分
氣體擴散系數
1、下面操作正確的是。開始測量數據後，不要改變水浴溫度。 測量過程中泵要一直開啟。
2、實驗中使用的游標卡尺的精度為。 0.1mm
吸收系數
1、下列關於體積傳質系數與液泛的關系正確的是：Kya隨液泛程度先增加後減少
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2、正確應用亨利定律與拉烏爾定律計算的過程是： 吸收計算應用亨利定律 精餾計算應用拉烏爾定律
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4. 填料塔與板式塔的區別

填料塔與板式塔的區別為：用途不同、原理不同、適用性不同。

一、用途不同

1、填料塔：用於氣體吸收、蒸餾、萃取

2、板式塔：應用於精餾和吸收

二、原理不同

1、填料塔：塔內裝有各種形式的固體填充物，即填料。液相由塔頂噴淋裝置分布於填料層上，靠重力作用沿填料表面流下；氣相則在壓強差推動下穿過填料的間隙，由塔的一端流向另一端。氣、液在填料的潤濕表面上進行接觸，其組成沿塔高連續地變化。

2、板式塔：沿塔高裝有若干層塔板（或稱塔盤），液體靠重力作用由頂部逐板流向塔底，並在各塊板面上形成流動的液層；氣體則靠壓強差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣、液兩相在塔內進行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。

三、適用性不同

1、填料塔：適用於氣體處理量大而液體處理量小的過程

2、板式塔：適用於氣體處理量小而液體處理量大的過程

參考資料來源：

網路——填料塔

網路——板式塔

5. 填料塔吸收塔實驗中為什麼要有液封液封高度如何計算

液封裝備來分2 類
1、塔內正壓，這時自採用液封裝置是防止塔內氣體(一般為有毒有害或者本來就是產品)外漏，造成污染環境或者浪費。
2、塔內真空，這這時採用液封裝置是防止塔外氣體進入塔內，影響吸收效率和增加後面的相關設備(如風機)負擔。
原理就是：利用一定高度液體產生的壓力抵消塔內產生的壓力產生平衡，隔離塔內外氣體。
液封高度大於吸收塔內相對壓力*1.1（視正負壓確定方向）這是經驗值

6. 填料吸收塔傳值系數測定實驗中塔底為什麼要液封

你的問題不是很清楚，我擅自回答一下。
一般液封裝置都是用來保護填回料塔安全的。舉個例子答：假設填料塔內部是氣液傳質，且氣體是由鼓風機產生的負壓牽引，如果突然供氣不足，可能導致填料塔內部被吸真空，外界空氣壓力將填料塔壓癟；有了液封裝置，可以避免塔內部壓力過小，從而保護填料塔不受損害。另外，液封高度的設計和風機產生的負壓、液封介質及當地大氣壓有關。
此外，有些液封裝置在塔設備中起密封作用。