填料塔塔底液封装置如何设计

1. 化工原理吸收试验m是什么

一、实验目的
1．了解填料吸收塔的结构和流程；
2．了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；
3．掌握吸收总传质系数Kya的测定方法
4. 学会使用GC
二、实验原理
吸收操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净
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化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y2是度量该吸收塔性能的重要指标，但影响y2的因素很多，因为吸收传质速率NA由吸收速率方程式决定。
(一). 吸收速率方程式：
吸收传质速率由吸收速率方程决定 ：
或
式中： Ky 气相总传系数，mol/m3.s；
A 填料的有效接触面积，m2；
Δym 塔顶、塔底气相平均推动力，
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V填 填料层堆积体积，m3；
Kya 气相总容积吸收传质系数，mol/m2.s。
从前所述可知，NA的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。
(二).影响因素：
1．设备因素：
V填与填料层高度H、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V填就为一定值。
2．操作因素：
a．气相总容积吸收传质系数Kya
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根据双膜理论，在一定的气温下，吸收总容积吸收传质系数Kya可表示成：
又有文献可知：和，综合可得，显然Kya与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a、b大小，可讨论气膜控制或液膜控制。
b．气相平均推动力Δym
将操作线方程为：的吸收操作线和平衡线方程为：y＝mx的平衡线在方格纸上作图，从图5-1中可得知：
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图5-1 吸收操作线和平衡线
其中 ；，，另外，从图5-1中还可看出，该塔是塔顶接近平衡。
(三). 吸收塔的操作和调节：
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吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸收时，回收率η可近似用下式计算：

吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件：流率L、温度t、浓度x2三个因素。
由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法，当气体流率G不变时，增加吸收剂流率，吸收速率NA增加，溶质吸收量L增加，那
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么出口气体的组成y2减小，回收率η增大。
当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数Kya变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增大而引起，即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
当液相阻力较大时增加液体的流量。传质系数Kya大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速率NA增大，溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度，使气体的
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溶解度增大，相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力将随之减小，结果使吸收效果变好，y2降低，而平均推动力Δym或许会减小。对于气相控制的吸收过程，降低操作温度，过程阻力不变．但平均推动力Δym增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，其总的结果使吸收效果变好，吸收过程的回收率增加。
吸收剂进口浓度x2是控制和调节吸收
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效果的又一重要因素。吸收剂进口浓度的降低，液相进口处的推动的增大，全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的提高。
应当注意，当气液两相在塔底接近平衡（L/G＜m）（见图5－2a）欲降低y2，提高回收率，用增加吸收剂用量的方法更有效。但是当气液两相在塔顶接近平衡时（L/G＞m）（见图5－2b）提高吸收剂用量，即增大L/G并不能使y2明显的降低，只有用降低吸收剂入塔浓度x2才是有效的。

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a b
图5 - 2 L/G大小对操作的影响
三、实验要点
1．单元操作 ----- 吸收单元操作的特点；回收率η的影响因素；
2．实验结果 ----- 双膜理论、分析吸收过程属于气膜控制或液膜控制；
3．实验测量 ----- 气体转子流量计的读数以及校正；
4．实验流程 ----- 液泛现象及预防，液封的作用及控制；
5．实验设备 ----- 填料吸收塔的结构及操
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作及填料介绍。
四、实验装置示意图及流程

五、实验步骤
(一).设备：
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本实验装置是空气―丙酮混合气―水吸收系统，吸收塔为填料吸收塔，气体是经定值器将压力恒定的室温空气，进入丙酮容器鼓泡而出，得到的丙酮已达饱和的混合气，吸收剂为自来水，用色谱分析的方法，测定混合气进口浓度y1及混合气出口浓度y2。
(二).测试准备：
1.接通气路，打开水流量计开关，再打开定值器开关，将压力恒定在0.02MPa左右，然后，打开气体转子流量计，把水和气的转子流量计调节至测试时的最大值，仔细检查设备是否有漏液、液泛等不正常现象，如果一切正常，即可开始调试。
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2．测试：
在上面的步骤完成后，用分别改变水流量、空气流量（均由小至大）、及水温（升高）的方法，测数组数据。每改变一次水流量或空气流量，均需间隔数分钟取样，或出口水温基本恒定。取样时，先取y1再取y2。
3. 注意事项：
气体流量不能超过600 L/h，液体流量不能超过7L/h，否则有可能液泛。液封的液位高低由后面的阀门控制。
六、实验操作原则及内容
(一).实验操作原则：
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1．先开水的开关，后开气的开关，并测量空气的温度。？
2．y1每次都要测量，且要先测y2，后测y1，防止影响吸收的平衡。
3．注意控制液封的水位，且要防止液泛。
4．加热温度要小于50℃，。（电压95伏左右）
5．改变控制条件时，要经过10 ~ 15 min时间稳定。
(二).实验内容：
1．在空气流量恒定条件下，改变清水
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流量，测定气体进出浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
2．在清水流量恒定条件下，改变空气流量，测定气体进出口浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
3．在空气流量和清水流量恒定条件下，改变清水温度，测定气体进出口浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
七、实验数据记录及数据处理
(一). 设备参数：
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填料：瓷质拉西环； 气液接触方式：气 ~ 液逆流；
(二). 操作参数：
定值器压力：0.02-0.04MPa ( 表压 )
(三).原始数据记录：
1．常数：
填料塔直径D：40 mm；填料塔高度H：220 mm；
色谱仪系数：0.18；室温：10℃；气压：101.3KPa
2．实验数据记录：
序号
气体流量
G / (L/h)
水流量
L / (L/h)
气体进口浓度
色谱峰高
气体出口浓度
色谱峰高
水进口
温度/℃
水出口
温度/℃
混合气
温度/℃
1
2
3
4
5
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(四)计算结果
序号
气体流量G
Kmol / m2.h
水流量L
Kmol / m2.h
x1
Δym
η
Kya
1
2
3
4
5
八、实验数据处理中注意事项说明：
1．气体流量计在0.02MPa下使用，与气体流量计标定时的状态不同，故需校正：
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2．吸收剂的进口温度由半导体温度计测得，需计算全塔平均温度，来查得各组的m值。全塔平均温度为：

3．色谱仪上读得的峰面积正比于取样气相浓度，进出口峰面积之比，等于气体进出口浓度y1， y2之比。
4. 丙酮的安托因方程系数
P：mmHg
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A：6.75.30
B：1030.96
C：209.83
t：℃ （5~45℃）
九、实验数据处理结果的讨论及要求
1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，讨论组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya的变化规律。
2．在清水流量恒定条件下，改变空气流量，讨论组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya的变化规律。
3．从实验数据分析水吸收丙酮是气膜
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控制还是液膜控制，还是两者兼而有之。
十、思考题
1．从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收温度对吸收过程的影响？
2．从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼而有之？
3．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。
4．将液体丙酮混入空气中，除实验装置鼓泡器中用到的方法外

2. 有没有有关氮气吸附实验的分析资料

实验六 吸收实验
(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
一、实验目的
1、了解填料吸收塔的结构和流程；
2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；
3、掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。
二、实验内容
1、测定吸收剂用量与气体进出口浓度y1、y2的关系;
2、测定气体流量与气体进出口浓度y1、y2的关系;
3、测定吸收剂及气体温度与气体进出口浓度y1、y2的关系;
三、实验原理
吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。不同的组分在不同的吸收剂、吸收温度、液气比及吸收剂进口浓度下，其吸收速率是不同的。所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。
1、吸收总传质系数Kya的测定
传质速率式： 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)式联立得： Kya= (4)
由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y1>10%,属于高浓度气体吸收，所以：
Y1= ； Y2= ；
G空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m2·h；
V填—与塔结构和填料层高度有关；
其中： (5)
； ；
L—吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m2·h；
m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：

附：流量计校正公式为：
, L/h (GN为空气转子流量计读数)
单位变换： ，Kmol/m2·h；（其中，A为塔横截面积， ）
，Kmol/m2·h；（其中，L0是水流量l/h，M0是水的摩尔质量）
2、吸收塔的操作
吸收操作的目标函数：y2 或 η=
影响y2 有：1).设备因素；2).操作因素。
1).设备因素
a、填料塔的结构
典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体，筒体内分层安放一定高度的填料层，填料层底端由搁栅支撑，液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散至整个塔截面的填料上。液体靠重力自上而下流动，气体靠压差自下而上流动。填料的表面覆盖着一层液膜，气液传质发生在气液接触面上。
最早的填料拉西(1914)由拉西发明，它是一段外径和高度相等的短管，时隔多年，鲍尔环，阶梯环，弹簧填料，θ环填料……不锈钢金属
图1. 填料塔结构示意图
丝网波纹填料，以及种类繁多的规整填料。评价填料特性的三个数字：
i)比表面积 a (m2/m3) 越大越好；
ii)空隙率ε 气体阻力尽可能小，ε越大越好；
iii)单位堆积体积内的填料数目n。
b、 填料的作用
(1) 增加气液接触面积
应满足：i) 80%以上的填料润湿。
ii) 液体为分散相，气体为连续相 (反之为鼓泡塔，失去填料的作用) 。
(2) 增加气液接触面的湍动
应满足：i) 保证气液逆流。
图2. 操作线与平衡线的关系
ii) 要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。
c、 液体分布器的作用
(1)较高的填料层，需分段安装液体再分布器。
(2)克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液体再分布器。
(3)使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。
2）、操作因素
本文所强调对于特定的吸收过程，改变L、t、x2三要素对改善y2所起的作用是不同的，即回答特定的吸收过程，三要素中哪一个是控制因素。
(1)、当L/G >m时，推动力△ym 由操作线某一端靠近平衡线的那一头所决定，见图2所示。若增加吸收剂L的流量导致解吸超负荷，解吸不彻底，所引起的后果是吸收剂进口浓度x2增加，从而使吸收后尾气浓度y2 也增加。针对这种情况，控制操作要素是x2，降低x2，见图2所示。
其方法有二种：
i)改善解吸塔的操作，采用一切能使解吸彻底的方法。
ii)增加新鲜吸收剂的用量。
(
2) 当L/G<m时，若适当增加吸收剂流量，其一改善了操作线的斜率，见图3所示，△ym将增加；其二对液膜传质分系数的提高也有一定的贡献。如果物系属于液膜控制，此时的控制操作要素是适当增加吸收剂的流量L。
但是，L的增加有适度的要求，一般为L/G=(1.1～2)(L/G)min,还应同时考虑再生设备的处理能力。
（3）当吸收系强放热过程时，意味着自塔顶而下，吸收液温度增加很大，甚至达到了解吸温度。此时的平衡线斜率变陡，传质推动力△ym下降，见图4所示。如，用水来吸收SO3制H2SO4,第一步只能先制得93%的硫酸，再用93%硫酸冷却后吸收SO3,经脱去少量水，才制得98%浓硫酸。因此，针对这种情况，控制操作要素是吸收剂温度t，即吸收液需经中间冷却后再吸收。
四、实验装置流程图
1、设备流程图

2、 主要设备仪表
管道加热器，吸收塔，丙酮鼓泡器，压力定值器，空气压缩机，流量计，测温仪表
3、 主要设备参数
玻璃弹簧填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：240mm 定值器参考设定压力：0.02-0.08MPa
瓷拉西环填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：400mm 定值器参考设定压力：0.02-0.08MPa
4、 用气相色谱测丙酮的操作条件（气相色谱仪GC961T）
进样器温度： 150℃ 热导池温度： 150℃
柱箱初始温度： 150℃ 载气流量A： 刻度5左右
载气流量B： 刻度5左右 电流： 80MA
进样量（六通阀进样）： 25ML

五、实验步骤
1、打开吸收剂计量流量计至刻度为2 L/h。
2、打开空气压缩机，调节压力定值器至刻度为0.02Mpa，此压力足够提供气体流动的推动力，因为尾气排放直接放空。
3、调节液封装置中的调节阀使吸收塔塔底液位处于气体进口处以下的某一固定高度。
4、调节空气计量流量计至刻度为400 L/h。
5、待稳定10 min后，分别对气体进、出口y1、y2取样分析，为使实验数据准确起见，先取y2,后取y1；取样针筒应在取样分析前用待测气体洗二次，取样量近30ml。
6、当常温吸收实验数据测定完后，将吸收剂进口温度调节器打开，旋至电流刻度为1.2A，待进、出口温度显示均不变时，取样分析。
注意事项：
1、 室温大于15℃时，空气不需加热，即可达到配料要求。若室温偏低，可预热空气使y1达到要求。
2、 各仪表读数恒定5min以后，即可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的实验方案调节有关参数。
3、 用微量针管取样时，应特别仔细，按老师要求操作。
六、实验报告的内容和要求
1、 数据采集完后用计算机进行处理。
2、 取一组数据进行示例计算，计算出ΔYm、η、Kya。
3、对实验结果进行讨论和分析。
七、思考题
1、 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸收过程的影响？
2、 从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼有之？
3、 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。
4、 将液体丙酮混入空气中。除实验装置中用到的方法外，还可有哪几种？
附表：
原始数据记录表格
No 液相流量L/h 气相流量L/h 液相进口温度℃ 液相出口温度℃ 气相进口浓度mol% 气相出口浓度mol%
1
2
3
4
5

（二）氨填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
一、实验目的
1、了解填料吸收塔的结构和流程；
2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；
3、掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。
二、实验内容
1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/z)--U关系曲线；
2、在一定喷淋量下，计算混合气体中氨组分为O.02靡尔比时的传质系数Kya。
三、实验原理
1、总传质系数Kya的测定
（1）
式中：v--空气的摩尔流量 mol/h；
Kya--传质系数 mol/m3·h；
Ω—塔的横截面积 m2；
HOG--气相总传质单元高度 m。
由(7--1)可知， (2)
2、气相总传质单元高度的HOG的测定:
(3)
式中: Z--填料层总高度 m;
NOG--气相总传质单元数;
3、气相总传质单元数NOG的测定，
(4)
式中:y1--塔底气相浓度;
y2--塔顶气相依度;
ΔYm--平均浓度差。
4、气相平均推动力ΔYm的测定：
（5）

5、吸收塔的操作和调节:
吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸收时，回收率可近似用下式计算:
(6)
吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件:流率L、温度t、浓度X三个要素。
由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G不变时，增加吸收剂流率，吸收速率NA增加，溶质吸收量增加，那么出口气体的组成y2减小，回收度η增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增加而引起的，即此时吸收过程的调节主要靠传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速度增大，溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度。使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度、吸收过程的阻力 将随之减小，结果使吸收效果变好，y2降低，而平均推动力ΔYm或许会减小。对于气相控制的吸收过程，降低操作温度，过程 阻力 不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，其总的结果使吸收效果变好，吸收过程的回收度增加。
吸收剂进口浓度x2是控制和调节吸收效果的又一重要因素。吸收剂进口浓度x2降低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的提高。

应当注意，当气液两相在塔底接近平衡( )欲降低y2，提高回收率，用增大吸收剂用量的方法更有效,见图(a)。但是，当气液两相在塔顶接近平衡时( )提高吸收剂用量，即增大 并不能使y2明显的降低，只有用降低吸收剂入塔浓度x2才是有效的,见图（b）。
四、实验设备、仪表及流程图
1、设备参数:
(1)鼓风机：XGE型旋涡气泵，型号2，最大压力1176Kpa，最大流量:75m3/h
(2)填料塔:材质为硼酸玻璃管，内装10X10X1.5瓷拉两环，填料层高度Z=0.4m;
填料塔内径D=0.075m
(3)液氨瓶一个
2、流量测量
(1)空气转子流量计：型号：LZB—25 流量范围：2.5—25m3/h 精度：2.5℅
(2)水转子流量计: 型号：LZB--6 流量范围：6—60l/m 精度：2.5℅
3、浓度测量：
(1)塔底吸收液浓度分析：定量化学分析仪一套。
(2)塔顶尾气浓度分析：吸收瓶、量气瓶、水准瓶一套。
4、实验装置及流程图

五、实验方法及步骤
1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/Z)一U关系曲线
先打开水的调节阀，使水的喷淋量为40L/h，后启动鼓风机，用空气调节阀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ΔP，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40L/h时(ΔP/Z)一U关系曲线，确定液泛气速与观察的液泛气速相比较。
2、测一定空气流量和水流量下的氨气的吸收效果
选择适宜的空气流量和水流量(建议水流量为30L/h)，计算向进塔空气中送入的氨气流量，使混合气体中氨组分为0.02左右摩尔比。待吸收过程基本稳定后，记录各流量计读数和温度，记录塔底排出液的温度，并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。
3、尾气分析方法
a、排出两个量气管内空气，使其中水面达到最上端的刻度线零点处，并关闭三通旋塞。
b、用移液管向吸收瓶内装入5ml浓度为0.005M左右的硫酸并加入1一2滴甲基橙指示液。
c、将水准瓶移至下方的实验架上，缓慢地旋转三通旋塞，让塔顶尾气通过吸收瓶，旋塞的开度不宜过大，以能使吸收瓶内液体以适宜的速度不断循环为限。
从尾气开始通入吸收瓶起就必需始终观察瓶内液体的颜色，中和反应达到终点时立即关闭三通旋塞，在量气管内水面与水准瓶内水面齐平的条件下读取量气管内空气的体积。
若某量气管内已充满空气，但吸收瓶内未达到终点，可关闭对应的三通旋塞，读取该量气管内的空气体积，同时启用另一个量气管，继续让尾气通过吸收瓶。
d、用下式计算尾气浓度Y2
因为氨与硫酸中和反应式为:

所以到达化学计量点(滴定终点时)，被滴物的摩尔数 和滴定剂的摩尔数 之比为：

式中： ， ---分别为NH3和空气的摩尔数
---硫酸溶液体积摩尔浓度，mol溶质/L溶液
---硫酸溶液的体积，mL
---量气管内空气总体积，mL
T0---标态时绝对温度，2.73K
T---操作条件下的空气绝对温度，K。
4、塔底吸收液的分析方法
a、当尾气分析吸收瓶达终点后即用三角瓶接取塔底吸收液样品，约200ml并加盖。
b、用移液管取塔底溶液I0mL置于另一个三角瓶中，加入2滴甲基橙指示剂。
c、将浓度约为0.1N的硫酸置于酸滴定管内，用以滴定三角瓶中的塔底溶液至终点。
5、 水喷淋量保持不变，加大或减小空气流量，相应地改变氨流量，使混合气中的氨浓度与第一次传质实验时相同，重复上述操作，测定有关数据。
注意事项：
1、启动鼓风机前，务必先全开放空阀2。
2、做传质实验时，水流量不以超过40L/h，否则尾气的氨浓度极低，给尾气分析带来麻烦。
3、两次传质实验所用的进气氨浓度必须一样。
六、数据记录与处理
1、干填料时ΔP/z一U关系测定
L=0 填料层高度Z=0.4m 塔径D=0.075m
序号 填料层高度ΔP(mmH2O) 单位高度填料层压降ΔP/Z(mmH2O) 空气转子流量计读数(m3/h) 空气流量计处空气温度t(℃) 对应空气的流量Vh(m3/h) 空塔气速u(m/s)
1
2
3
……

2、喷淋量为40L/h,ΔP/Z---U关系测定
序号 填料层高度ΔP(mmH2O) 单位高度填料层压降ΔP/Z(mmH2O) 空气转子流量计读数(m3/h) 空气流量计处空气温度t(℃) 对应空气的流量Vh(m3/h) 空塔气速u(m/s) 塔内的操作现象
1
2
3
…

Vh=V转 公式计算：
式中:V转一一空气转子流量计读数m3/h，
t一一空气转子流量计处空气温度 ℃
3、传质实验
被吸收的气体混合物：空气+氨混合气；吸收剂：水；填料种类：瓷拉西环；填料尺寸：10XI0XI.5mm;填料层高度：0.4m；塔内径:75mm

实 验 项 目 1 2
空气流量 空气转子流量计读数m3/h转子流量计处空气温度℃流量计处空气的体积流量m3/h
氨流量 氨转子流量计读数m3/h转子流量计处氨温度℃流量计处氨的体积流量m3/h
水流量 水转子流量计读数L/h水流量
塔顶Y2的测定 测定用硫酸的浓度M mol/L测定用硫酸的体积mL量气管内空气总体积mL量气管内空气温度℃
塔底X1测定 滴定用硫酸的浓度mol/L滴定用硫酸的体积mL样品的体积mL
相平衡 塔底液相的温度℃相平衡常数m

实 验 项 目 1 2
塔底气相浓度Y1,kmol氨/kmol空气
塔顶气相浓度Y2,kmol氨/kmol空气
塔底液相浓度X1,kmol氨/kmol水
Y1* kmol氨/kmol空气
平均浓度差ΔYm，kmol氨/kmol空气
气相总传质单元数NOG
气相总传单元高度HOG m
空气的摩尔流量V kmol/h
气相总体积吸收系数Kya kmol氨/m3·h
回收率ηA
物料衡量 气相给出的氨量G气=V(Y1-Y2)液相得到的氨量G液=L(X1-X2)kmol氨/h对于G气的相对误差Er

3. 3.为什么实验过程中床层温度是如何变化为什么

实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?
无影响。因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由
于蒸汽的温度不变，故△t不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，
所以传热效果不变。
2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么
措施？
不冷凝气体的存在相当于增加了一项热
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阻，降低了传热速率。冷凝器
必须设置排气口，以排除不冷凝气体。
3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷
凝水？
冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速
率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。
4.实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度？为什么？传热系数k接近于哪种流体的
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壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系
数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温
度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数
5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？
基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)，当蒸汽压强增加时，r 和△t
均增加，其它参数不变，故 (ρ2gλ3r/μd0△t)变化不大，所以认为蒸汽压强
对α关联式无影响。
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实验五 固体流态化实验
1.从观察到的现象，判断属于何种流化？
2.实际流化时，p为什么会波动？
3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合，为什么？
4流体分布板的作用是什么？
实验六 精馏
1．精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数，塔釜压力与哪些因素有关?
答（1）因为塔釜压力与塔板压力降有关。
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塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起，因而塔板压力降与气体流量（即塔内蒸汽量）有很大关系。气体流量过大时，会造成过量液沫夹带以致产生液泛，这时塔板压力降会急剧加大，塔釜压力随之升高，因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。（2）塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。
2．板式塔气液两相的流动特点是什么?
答：液相为连续相，气相为分散相。
3．操作中增加回流比的方法是什么，能否采用减少塔顶出料量D的方法?
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答：（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（2）加大蒸气量，增加塔顶冷凝水量，以提高凝液量，增大回流比。
5．本实验中进料状态为冷态进料，当进料量太大时，为什么会出现精馏段干板，甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象，应如何调节?
答：进料量太大时，塔内的温度较低，组分达不到足够的温度，没有上升蒸汽，故精馏段干板，甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象。
（1）减小进料量；（2）升高塔釜温度
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6．在部分回流操作时，你是如何根据全回流的数据，选择一个合适的回流比和进料位置的?
答：通过全回流，可以通过作图法求得全回流理论板数NT，再根据总板效率，粗略算出塔板数，从而根据生产要求，确定回流比和进料位置。
7若进料浓度下降,进料口下降还是上升
进料组成的变化，直接影响精馏操作，当进料中重组分的浓度增加时，精馏段的负荷增加。对于固定了精馏段板数的塔来说，将造成重组份带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。若进料中的轻组分的浓度增加时，提馏段的负荷增加。对
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于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段的轻组分蒸出不完全，釜液中轻组分的损失加大。同时，进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化。组份变轻，则塔顶馏分增加，釜液排出量减少。同时，全塔温度下降，塔压升高。组份变重，情况相反。
进料组成变化时，可采取如下措施。
（1）改进料口。组份变重时，进料口往下改；组份变轻时，进料口往上改。
（2）改变回流比。组份变重时，加大回流比；组份变轻时，减少回流比。
（3）调节冷剂和热剂量。根据组成变动
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的情况，相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量，维持顶、釜的产品质量不变。
8若测得单板效率超过100%作何解释
在进行精馏操作时,在塔板上由于液体流径长,造成塔板上有明显的浓度差异,使气体分布不
均匀而可能使塔板的单板效率超过100%.
吸收
1．水吸收空气中的二氧化碳属于气膜吸收还是液膜控制？
答：因为二氧化碳极不容易溶于水中，所以为液膜控制。
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2．吸收过程的影响因素有哪些？
答：（1）吸收剂的流量、种类；（2）被吸收气体的流量；（3）吸收温度；（4）填料分布的均匀性；（5）吸收塔的压差；（6）吸收塔的液位。
3．气体温度与液体温度不同时，应按哪个温度计算相平衡常数？
答：按气体和液体温度的对数平均值计算。
4．当进气浓度不变时，欲提高溶液出口浓度，可采用哪些措施？
答：（1）降低温度；（2）降低进气的流量；（3）降低吸收剂的流量
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5填料吸收塔塔底为什么有液封装置？采用了什么原理
这时采用液封装置是防止塔内气体(一般为有毒有害或者本来就是产品)外漏，造成污染环境或者浪费。还有稳定塔的气压。原理是利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡，隔离塔内外气体。
6 填料吸收塔传质系数测定实验中测定kxa有什么工程意义
传质系数是气液吸收过程重要的研究的内容，是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一
7能否用自来水代替高位槽水？为什么
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不能。因为自来水水压不稳，使整个体系成为不稳定体系
8填料塔的液泛和哪些因素有关？
直径一定的塔，可供气、液两相自由流动的截面是有限的。二者之一的流量若增大到某个限度，降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时，便要漫到上层板，产生不正常积液，最后可导致两层板之间被泡沫液充满。这种现象，称为液泛。液泛开始时，塔的压降急剧上升，效率急剧下降。随后塔的操作遭到破坏。主要原因：降液管内液体倒流回上层板. 过量液沫夹带到上层板 防止产生液泛的措施是：
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(1)按规定的进料量操作；
(2)按规定的回流量操作。
实验八 干燥
1、为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后通电加热？
答：防止损坏风机。
2、某些物料在热气流中干燥，希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气流中干燥，为什么？
3物料厚度不同时，干燥速率曲线又如何变化？
4、湿物料在70℃～80℃的空气流中经
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过相当长时间的干燥，能否得到绝干物料?
5实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？
6如何判断实验已经结束？
答：当物料恒重时，可判断实验已经结束。
7恒定干燥条件是指什么？
指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定
流化床干燥
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1、固体流态化的过程包括 固定床 流化床 气力输送
2、下列叙述正确的是 固体颗粒层用气体进行的流态化的形式为聚式流l化 固体颗粒层用液体进行的流态化的形式为散式流l化
3、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中沟流产生的原因 颗粒粒度小 气流速度小 分布板开孔率小
4、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中节涌产生的原因为 颗粒粒度大 气流速度大 床层高径比大
5、在实验过程中l空气m过预热器后，未发生变化的参数为 湿度
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6、在实验过程中l测得的床层温度与物料表面温度较为近似，在恒速干燥阶段，其值与下列选项中的哪些参数相同： 湿球温度 绝热饱和湿度
7、在干燥过程中l若增加干燥介质空气的流速，则有 气速增加，物料的干燥速度变大 气速增加，临界湿含量的值变大 气速增加，平衡湿含量的值不变
8、在实验过程中l若进口空气的性质恒定，预热器的出口温度越高，则 干燥速度越高 临界湿含量越高
9、在降速干燥阶段，若空气的干球温度为t，湿球温度为tW，露点为td，物料表面温度为tm，则有 tm > tw
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10、在干燥过程中l若待干燥物料一定，改变干燥介质空气的性质，下列参数不发生变化的是 结合水分
气体扩散系数
1、下面操作正确的是。开始测量数据后，不要改变水浴温度。 测量过程中泵要一直开启。
2、实验中使用的游标卡尺的精度为。 0.1mm
吸收系数
1、下列关于体积传质系数与液泛的关系正确的是：Kya随液泛程度先增加后减少
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2、正确应用亨利定律与拉乌尔定律计算的过程是： 吸收计算应用亨利定律 精馏计算应用拉乌尔定律
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4. 填料塔与板式塔的区别

填料塔与板式塔的区别为：用途不同、原理不同、适用性不同。

一、用途不同

1、填料塔：用于气体吸收、蒸馏、萃取

2、板式塔：应用于精馏和吸收

二、原理不同

1、填料塔：塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。

2、板式塔：沿塔高装有若干层塔板（或称塔盘），液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。

三、适用性不同

1、填料塔：适用于气体处理量大而液体处理量小的过程

2、板式塔：适用于气体处理量小而液体处理量大的过程

参考资料来源：

网络——填料塔

网络——板式塔

5. 填料塔吸收塔实验中为什么要有液封液封高度如何计算

液封装备来分2 类
1、塔内正压，这时自采用液封装置是防止塔内气体(一般为有毒有害或者本来就是产品)外漏，造成污染环境或者浪费。
2、塔内真空，这这时采用液封装置是防止塔外气体进入塔内，影响吸收效率和增加后面的相关设备(如风机)负担。
原理就是：利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡，隔离塔内外气体。
液封高度大于吸收塔内相对压力*1.1（视正负压确定方向）这是经验值

6. 填料吸收塔传值系数测定实验中塔底为什么要液封

你的问题不是很清楚，我擅自回答一下。
一般液封装置都是用来保护填回料塔安全的。举个例子答：假设填料塔内部是气液传质，且气体是由鼓风机产生的负压牵引，如果突然供气不足，可能导致填料塔内部被吸真空，外界空气压力将填料塔压瘪；有了液封装置，可以避免塔内部压力过小，从而保护填料塔不受损害。另外，液封高度的设计和风机产生的负压、液封介质及当地大气压有关。
此外，有些液封装置在塔设备中起密封作用。