二氧化碳吸收與解析實驗臺，CO?吸收與解析設備
2024-08-04 15:34
二氧化碳吸收與解析實驗是化工原理實驗中的一個重要內容，旨在通過實際操作了解二氧化碳在吸收劑中的吸收與解析過程，掌握填料塔的操作方法，并加深對填料塔流體力學性能和傳質性能理論的理解。以下是對該實驗的詳細介紹：
一、實驗目的
了解填料吸收塔的結構、性能和特點：通過實驗，學生可以直觀地觀察到填料塔的內部結構，理解其工作原理。
練習并掌握填料塔操作方法：通過實驗操作，學生能夠掌握填料塔的基本操作技能，包括流體的加入、流量的調節、樣品的采集等。
通過實驗測定數據的處理分析，加深對填料塔流體力學性能基本理論的理解：通過測量填料層的壓強降與操作氣速的關系等實驗數據，學生可以深入理解填料塔的流體力學性能。
加深對填料塔傳質性能理論的理解：通過測定吸收系數、傳質單元數等參數，學生可以進一步理解填料塔的傳質性能。
掌握填料吸收塔傳質能力和傳質效率的測定方法，練習實驗數據的處理分析：通過實驗數據的處理和分析，學生可以掌握填料吸收塔傳質能力和傳質效率的測定方法，提高實驗數據處理能力。
二、實驗內容
測定填料層壓強降與操作氣速的關系：在一定液體噴淋量下，改變操作氣速，測量填料層的壓強降，并繪制壓強降與氣速的關系曲線。通過該曲線可以確定液泛氣速等關鍵參數。
測量塔的傳質能力和傳質效率：固定液相流量和入塔混合氣二氧化碳的濃度，在液泛速度下取兩個相差較大的氣相流量，分別測量塔的傳質單元數、回收率、傳質單元高度和體積吸收總系數等參數，以評估塔的傳質能力和傳質效率。
進行純水吸收二氧化碳、空氣解吸水中二氧化碳的操作練習：通過實際操作練習，學生可以掌握純水吸收二氧化碳和空氣解吸水中二氧化碳的基本操作方法，并觀察實驗現象。
測定填料塔液側傳質膜系數和總傳質系數：通過實驗數據的處理和分析，可以計算出填料塔的液側傳質膜系數和總傳質系數，進一步了解塔的傳質性能。
三、實驗原理
氣體通過填料層的壓強降：壓強降是塔設計中的重要參數，它決定了塔的動力消耗。壓強降與氣、液流量均有關，不同液體噴淋量下填料層的壓強降與氣速的關系會有所不同。
傳質性能：吸收系數是決定吸收過程速率高低的重要參數。對于相同的物系及一定的設備（填料類型與尺寸），吸收系數隨著操作條件及氣液接觸狀況的不同而變化。根據雙膜模型的基本假設，可以推導出氣側和液側的傳質速率方程，并據此分析傳質過程。
四、實驗裝置
實驗裝置主要包括填料塔、二氧化碳鋼瓶、減壓閥、流量測量儀表（如轉子流量計）、濃度測量儀器（如化學分析儀器）、溫度測量儀表（如鉑電阻溫度計）等。填料塔內裝有填料層（如瓷拉西環），用于提供氣液接觸面積。二氧化碳鋼瓶提供實驗所需的二氧化碳氣體，減壓閥用于調節氣體壓力。流量測量儀表用于測量氣體和液體的流量，濃度測量儀器用于測定溶液中二氧化碳的含量，溫度測量儀表用于測定氣相和液相的溫度。
五、實驗步驟
實驗步驟一般包括準備工作（如檢查裝置氣密性、配制溶液等）、啟動風機和泵、調節流量和壓力、穩定后測量數據、記錄實驗現象和數據等。具體步驟可能因實驗要求和裝置不同而有所差異。在實驗過程中需要注意安全操作規范，避免觸電、燙傷等事故發生。同時需要準確測量各項參數并及時記錄實驗數據以便后續處理和分析。
六、實驗數據處理與分析
實驗數據處理與分析是實驗的重要環節之一。通過對實驗數據的處理和分析可以得出填料層的壓強降與操作氣速的關系曲線、傳質單元數、回收率、傳質單元高度和體積吸收總系數等關鍵參數。這些參數對于評估填料塔的傳質性能和優化操作條件具有重要意義。同時還可以通過對比不同條件下的實驗結果來探討操作條件對傳質過程的影響規律。
YUY-HY122二氧化碳吸收與解析實驗裝置
一、實驗目的
了解填料吸收塔的結構、性能和特點：通過實驗，學生可以直觀地觀察到填料塔的內部結構，理解其工作原理。
練習并掌握填料塔操作方法：通過實驗操作，學生能夠掌握填料塔的基本操作技能，包括流體的加入、流量的調節、樣品的采集等。
通過實驗測定數據的處理分析，加深對填料塔流體力學性能基本理論的理解：通過測量填料層的壓強降與操作氣速的關系等實驗數據，學生可以深入理解填料塔的流體力學性能。
加深對填料塔傳質性能理論的理解：通過測定吸收系數、傳質單元數等參數，學生可以進一步理解填料塔的傳質性能。
掌握填料吸收塔傳質能力和傳質效率的測定方法，練習實驗數據的處理分析：通過實驗數據的處理和分析，學生可以掌握填料吸收塔傳質能力和傳質效率的測定方法，提高實驗數據處理能力。
二、實驗內容
測定填料層壓強降與操作氣速的關系：在一定液體噴淋量下，改變操作氣速，測量填料層的壓強降，并繪制壓強降與氣速的關系曲線。通過該曲線可以確定液泛氣速等關鍵參數。
測量塔的傳質能力和傳質效率：固定液相流量和入塔混合氣二氧化碳的濃度，在液泛速度下取兩個相差較大的氣相流量，分別測量塔的傳質單元數、回收率、傳質單元高度和體積吸收總系數等參數，以評估塔的傳質能力和傳質效率。
進行純水吸收二氧化碳、空氣解吸水中二氧化碳的操作練習：通過實際操作練習，學生可以掌握純水吸收二氧化碳和空氣解吸水中二氧化碳的基本操作方法，并觀察實驗現象。
測定填料塔液側傳質膜系數和總傳質系數：通過實驗數據的處理和分析，可以計算出填料塔的液側傳質膜系數和總傳質系數，進一步了解塔的傳質性能。
三、實驗原理
氣體通過填料層的壓強降：壓強降是塔設計中的重要參數，它決定了塔的動力消耗。壓強降與氣、液流量均有關，不同液體噴淋量下填料層的壓強降與氣速的關系會有所不同。
傳質性能：吸收系數是決定吸收過程速率高低的重要參數。對于相同的物系及一定的設備（填料類型與尺寸），吸收系數隨著操作條件及氣液接觸狀況的不同而變化。根據雙膜模型的基本假設，可以推導出氣側和液側的傳質速率方程，并據此分析傳質過程。
四、實驗裝置
實驗裝置主要包括填料塔、二氧化碳鋼瓶、減壓閥、流量測量儀表（如轉子流量計）、濃度測量儀器（如化學分析儀器）、溫度測量儀表（如鉑電阻溫度計）等。填料塔內裝有填料層（如瓷拉西環），用于提供氣液接觸面積。二氧化碳鋼瓶提供實驗所需的二氧化碳氣體，減壓閥用于調節氣體壓力。流量測量儀表用于測量氣體和液體的流量，濃度測量儀器用于測定溶液中二氧化碳的含量，溫度測量儀表用于測定氣相和液相的溫度。
五、實驗步驟
實驗步驟一般包括準備工作（如檢查裝置氣密性、配制溶液等）、啟動風機和泵、調節流量和壓力、穩定后測量數據、記錄實驗現象和數據等。具體步驟可能因實驗要求和裝置不同而有所差異。在實驗過程中需要注意安全操作規范，避免觸電、燙傷等事故發生。同時需要準確測量各項參數并及時記錄實驗數據以便后續處理和分析。
六、實驗數據處理與分析
實驗數據處理與分析是實驗的重要環節之一。通過對實驗數據的處理和分析可以得出填料層的壓強降與操作氣速的關系曲線、傳質單元數、回收率、傳質單元高度和體積吸收總系數等關鍵參數。這些參數對于評估填料塔的傳質性能和優化操作條件具有重要意義。同時還可以通過對比不同條件下的實驗結果來探討操作條件對傳質過程的影響規律。
YUY-HY122二氧化碳吸收與解析實驗裝置
裝置功能
1、了解填料吸收塔的基本流程及設備結構并練習操作。
1、了解填料吸收塔的基本流程及設備結構并練習操作。
2、了解填料塔的流體力學性能。
3、學習填料吸收塔傳質能力和傳質效率的測定方法。
4、掌握以ΔX為推動力的總體積吸收系數的測定方法。
設計參數
液相體積傳質系數：0.006—0.02（ m/s）。
液相體積傳質系數：0.006—0.02（ m/s）。
空氣流量：0.25～2.5m3/h。
二氧化碳流量：0.01～0.16m3/h。
填料塔壓降：0.6—1.5KPa；常溫、常壓操作。
公用設施
水：裝置自帶304不銹鋼水箱，連接自來水。實驗時經離心泵進入吸收塔，循環使用。
水：裝置自帶304不銹鋼水箱，連接自來水。實驗時經離心泵進入吸收塔，循環使用。
電：電壓AC220V，功率1.5KW，標準單相三線制。每個實驗室需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。
氣：空氣來自風機（自帶氣源），CO2來自氣體鋼瓶。
實驗物料：水-- CO2。
外配設備、藥品：二氧化碳鋼瓶及減壓閥；Ba(OH)2標準液、HCL標準液、化學分析儀（用戶自配）。
主要設備
玻璃填料吸收塔：內裝φ10×10mm拉西環不銹鋼填料；填料塔內徑 D=70mm。
玻璃填料吸收塔：內裝φ10×10mm拉西環不銹鋼填料；填料塔內徑 D=70mm。
玻璃填料解吸塔：內裝φ10×10mm拉西環不銹鋼填料；填料塔內徑 D=90mm。
吸收塔填料層有效高度Z＝1200mm。
LZB-4 CO2轉子流量計： 流量范圍 0.01～0.16m3/h。
LZB-10 空氣轉子流量計：流量范圍0.25～2.5m3/h。
LZB-10水轉子流量計：流量范圍10～100L/h。
宇電AI702M多路溫度數字顯示儀。
壓差計：U型壓差計，觀察上下塔壓降變化。
鼓風機：旋渦氣泵,功率 550W，最大流量70m3/h。
不銹鋼離心泵：功率370W，最大流量5m3/h。
電器：接觸器、開關、漏電保護空氣開關。
304不銹鋼管路、管件及閥門。
304不銹鋼儀表柜：測控、電器設備在實驗架上。
304不銹鋼材質框架1600*550*2200mm(長×寬×高)，帶腳輪及禁錮腳。
