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玻璃钢喷淋塔

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喷淋塔实验

 
首先,喷淋塔实验的目的
1。熟悉填料塔的施工和操作。
2. 观察填料塔的水动力状况,测量压降与气速的关系。
3.掌握总传质系数Kxa的测量方法,分析其影响因素。
4. 学习气液连续接触填料塔的方法,利用传质速率方程处理传质问题。
 
二、实验原理本装置首先利用吸收塔将水吸收到纯氧中形成富氧水(共流操作),送至脱附塔顶部,再与空气脱附。实验需要确定不同液量和气量下的解吸总透射率。将质量系数Kxa进行相关,得到Kxa=ALa·Vb的相关关系。同时,对四种填料的传质效果和水动力性能进行了比较。本实验采用计算机在线数据采集技术,加快了数据的记录和处理速度。1. 填料塔的水动力特性当气体通过干填料层时,流体流动引起的压降与湍流引起的压降是一致的。在双对数坐标系,ΔP / Z是策划对G”获得一条直线斜率为1.8到2(一条线在无花果。1)。当有喷雾量,压降在低气速(c点之前)也是1.8的气体速度成正比,但大于干填料的压降在同一气速(bc段的图)。随着气速的增加,加载点出现(图中c点),持液量开始增加。不难看出,加载点的位置不是很清楚,说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降~气速线向上弯曲,改变坡度(图中cd段)。当气体增加到洪泛点(图中d点,实验中可以直观观察到)时,压降以几乎恒定的气体速度急剧上升。图1填料层压与空塔风速关系示意图填料塔与平板塔接触方式不同。填料塔内的两相传质主要在填料的有效湿表面进行。计算某一吸收任务所需的填料高度是必要的。计算方法有传质系数法、传质单元法和等板高法。这个实验是为了解吸富氧水。由于富氧水的浓度较小,可以认为气液两相之间的平衡关系符合亨利定律,即平衡线是一条直线,操作线也是一条直线。因此,填充层的平均传质力可以用对数平均浓度差来计算。得到相应的传质速率为:mpxAxVaKG
mpAxxVGaK哪里
 
(eeeemxxxxxxxxx 21 xxlga 22112211 ln) ()
 
5. 相关填料层高度的基本计算公式为:
 
即OLOLNZH/ where
 
mxxeOLxxxxxdxN2112,
 
aKLHxOL地点:
 
第三,实验装置流程
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-氧气瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氧气流量调节阀、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-氧气瓶、18-氧气温度、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,氧气由氧气瓶送出,•经过氧气瓶总阀8进入氧气转子流量计9计量,氧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。  
 
  四、 实验步骤及注意事项  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。  
  五、 原始实验数据(附页)               
 
  六、 数据处理 测流体力学特性实验数据 
 
   空气流速对数lgu 0.602 0.903 1.079 1.204 1.301 1.380 1.447 1.505 空气压强降对数lg△P 3.037 3.064 3.104 3.155 3.221 3.284 3.352 3.420   传质实验数据 
 
   温度T/℃ 42 41 41.8 43.8 46 48 49.5 
 
  50 空气流速对数lgu 0.699 1 1.176 1.301 1.398 1.477 1.544 1.602 空气压强降对数lg△P 1.398 1.699 1.903 2.079 2.255 2.431 2.568 2.869                     
 
  传质系数的测定     测出富氧水中氧含量为20ppm,贫氧水中氧的含量为9ppm。由上公式可计算得到传质系数Kxa=3.057Kmol/m3·h·△P  
 
  七、 结果分析与讨论     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、 思考题解答 1、填料塔在一定喷淋量时,气相负荷应控制在哪个范围内进行操作?        答:水喷淋的密度取10 ~15[m3/m2·h],空塔气速则维持在0.5~0.8[m/s]左右,氧气流量为0.01~0.02[m3/s]左右。   2.通过实验观察,填料塔的液泛首先从哪一部位开始?为什么?     答:液泛由塔底开始。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,亦称淹塔。由定义可知,液泛即从塔底开始,由下至上。   3.欲提高传质系数,你认为应采取哪些措施?     答:可以通过提高液体的流速,以加强液相德湍流程度来提高传质系数。
 

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