填料塔底部液封装置的作用

① 谁会写焦化厂实习报告

（一）、备煤筛焦车间：
备煤工段主要由受煤坑、配煤室、粉碎机室、贮煤塔顶、煤焦制样室及带式输送机、转运站等设施组成。原料洗精煤从洗煤厂由8条带式输送机送至备煤车间，经配煤和2台破碎机粉碎后，煤被破碎到小于3mm以下（占85%以上）由带式输送机送至塔顶，用犁式卸料器卸到煤塔中，供焦炉使用。
（二）、炼焦车间：
炼焦车间建设36和42孔JN43-98型宽炭化室、双连火道、废气循环、下喷、单热式捣固焦炉，年产冶金焦60万吨。采用捣固煤饼，侧装高温干馏，湿法熄焦工艺。
炼焦基本工艺参数：
配煤炼焦生产工艺流程由备煤工段来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，由煤塔通过摇动给料器将煤装入装煤推焦机的煤箱内，由装煤推焦机按作业计划从机侧送入炭化室内，煤饼在炭化室内经过一个结焦周期在9500C～10500C的高温干馏炼制成焦炭和荒煤气。装煤时产生的烟尘由炉顶上的消烟除尘车经吸尘孔抽出，在车上进行燃烧、洗涤后，尾气放散。炭化室内的焦炭成熟后，用装煤推焦机推出，经拦焦机导入熄焦车内，熄焦车由电机车牵引至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段。煤在干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，进入上升管，经桥管进入集气管，700℃左右的荒煤气被桥管和集气管内喷洒的循环氨水冷却至84℃左右。荒煤气中焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油同氨水一起，经吸煤气管道并经气液分离器分别进入冷鼓工段。

焦炉加热用的回炉煤气，由外部管道架空引入每座焦炉。煤气经地下室管道进入焦炉燃烧室，同时空气通过废气开闭器进入蓄热室，空气经预热后进入焦炉燃烧室的烈火道汇合后燃烧。燃烧后的废气通过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经过蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱，最后排入大气。上升气流的煤气和空气与下降气流的废气由加热交换传动装置定时进行换向。
（三)、煤气净化
化产车间是为年产60万吨干全焦炉配套设计,化产车间由冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵工段、蒸氨工段、粗苯工段、油库工段、生化工段等组成。
(1)冷凝鼓风工段：
来自82～ 83℃的荒煤气，带着焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器，气液分离后荒煤气进入横管初冷器，在此分两段冷却：上段采用32℃循环水、下段采用16℃制冷水将煤气冷却至22℃。冷却后的煤气进入煤气鼓风机加压后进入电捕焦油器，除掉其中夹带的焦油雾后煤气被送至脱硫工段。
初冷器中段和下段排出的冷凝液进入冷凝液循环槽，由冷凝液循环泵送入初冷器下端循环喷洒，如此循环使用，多余部分送机械化氨水澄清槽。
从气液分离器出来的焦油、氨水进入机械化焦油氨水澄清槽，经澄清分离后，上部氨水送至循环氨水槽，由循环氨水泵及高压氨水泵送往炼焦工段供冷却荒煤气和集气管吹扫及无烟装煤使用。剩余氨水则由剩余氨水泵送至硫铵工段蒸氨。分离出的焦油至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时，用焦油泵将其送至焦油槽。焦油需外售时，有焦油泵送往装车台装车外售。
机械化氨水澄清槽和机械化焦油澄清槽底部沉降的焦油渣，排入焦油渣车，定期送往煤场配煤。
冷凝鼓风工段所有贮槽的放散气均经排气风机接至排气洗净塔，由硫铵工段来的蒸氨废水洗涤后排放至大气。塔底废水由排气洗净废水泵送生化处理。
(2)脱硫工段：
鼓风机后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，穿过轻瓷填料及塔顶的除沫网由顶部出来，以吸收煤气中的硫化氢、HCN。脱除硫化氢的煤气去洗涤工段。
吸收了硫化氢、HCN的脱硫液从塔底流出，经液封槽进入反应槽，用循环泵经加热（冬）或冷却（夏）后送入再生塔，同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生，再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。浮于再生塔顶部的硫磺泡沫，利用位差自行流入硫泡沫槽。硫泡沫由硫泡沫槽下部自流入熔硫釜，用蒸汽加热，加热后熔硫釜内硫泡沫澄清分离，分离后的清液排入反应槽，熔硫后硫磺放入硫磺冷却盘，冷却后装袋外销。
为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液定期送往配煤。
(4)终冷洗苯工段
从硫铵工段来的55℃煤气经过横管煤气终冷器温度降至25～27℃，进入洗苯塔与塔顶喷洒的由粗苯工段来的贫油逆流接触，将煤气中的苯洗至4mg/m3以下，然后将净煤气送往各用户（焦炉加热、粗苯管式炉等）。
横管煤气终冷器底的冷凝液由泵打至终冷器顶循环喷洒，防止焦油及萘的积存。富余的冷凝液送生物脱酚。洗苯塔底富油送粗苯蒸馏。
（5）粗苯蒸馏工段：
来自硫铵工段含苯的焦炉煤气，经终冷器冷却后从洗苯塔底部入塔，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，从塔顶出来的煤气含苯小于2g／N m3，然后供用户使用。考虑外供煤气输送对萘含量的要求，在脱苯塔第20～25层塔板上切取萘馏分，切取的萘油汇兑焦油中，以保证焦炉煤气萘含量。煤气含萘夏季＜200mg／Nm3，冬季＜100mg／Nm3。
由终冷洗苯工段来的富油，经油汽换热器与脱苯塔顶部来93℃油汽换热后，进入二段贫富油换热器和一段贫富油换热器，使富油温度升至130-135℃，然后进入管式炉对流段、辐射段，加热至180℃，进入脱苯塔内进行蒸馏。从脱苯塔顶部出来的油汽进入油汽换热器及冷凝冷却器，所得粗苯流入油水分离器。分离出水后的粗苯进入回流槽，经粗苯回流泵送至脱苯塔顶部作为回流用，其余的流入粗苯中间槽，用粗苯产品泵送往油库工段装车外送。
在脱苯塔上部设有断塔板，将塔板积存的油和水引出，流入到脱苯塔油水分离器，将水分离后，油进入下层塔板。
从脱苯塔侧线引出的萘溶剂油，自流到萘溶剂油槽，用泵压送到油库工段的焦油贮槽。
脱苯塔底部采出的170℃热贫油，经一段贫油换热器换热后进入脱苯塔下部的热贫油槽。用热贫油泵送至二段贫富油换热器、贫油一段冷却器、贫油二段冷却器，冷却至30℃后，送到终冷洗苯工段洗苯塔循环使用。
为保持稳定的洗油质量，同管式炉加热后的富油管线引出1.5%的富油进入再生器，用管式炉来的被加热到400℃的过热蒸汽直接蒸吹再生，再生器顶部出来的汽体进入脱苯塔下部，再生器底部排出的残渣定期排放至残渣槽，用泵送到油库工段的焦油贮槽。
粗苯油水分离器、脱苯塔油水分离器分离出来的水进入控制分离器，进一步将油水分离。分离出来的油流入油放空槽，用液下泵送到富油槽，分离出来的水流入水放空槽，用液下泵送到冷凝鼓风工段。
（6）油库工段
从冷凝鼓风工段和粗苯蒸馏工段送来的焦油和粗苯分别进入焦油贮槽和粗苯贮槽中，定期用焦油装车泵和粗苯装车泵送往各自高置槽，经汽车装料管自流分别装入汽车槽车外运。
洗油由汽车槽车运来，卸入洗油卸车槽，由泵送粗苯蒸馏工段。

武钢焦化厂简介：
武钢集团武昌焦化厂是生产冶金焦碳，民用煤气的专业厂家，现有固定资产逾亿元，厂区占地面积约20万平方米，主要生产焦碳、民用煤气、高新防水涂、粗苯及焦油等化工产品，其中用于冶炼的焦碳年产量达到18万吨，工厂供应的煤气用户达到4万户。

二回收车间
粗笨蒸馏任务是回收洗涤工段富油中的苯烃族。
轻苯成分 苯 甲苯 二甲苯 三甲苯 其它
% 76—85 15—20 2—6 0—2 0.5—1.0
在洗涤苯时，洗油吸收煤气中的苯族烃，离开洗涤塔是苯含量达到2%左右的洗油称为富油，富油送至粗笨工段脱苯族烃后称为贫油。
来自硫铵工段含苯的焦炉煤气，经终冷器冷却后从洗苯塔底部入塔，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，从塔顶出来的煤气含苯小于2g／N m3，
从硫铵工段来的55℃煤气经过横管煤气终冷器温度降至25～27℃，进入洗苯塔与塔顶喷洒的由粗苯工段来的贫油逆流接触，将煤气中的苯洗至4mg/m3以下，然后将净煤气送往各用户（焦炉加热、粗苯管式炉等）。
横管煤气终冷器底的冷凝液由泵打至终冷器顶循环喷洒，防止焦油及萘的积存。富余的冷凝液送生物脱酚。洗苯塔底富油送粗苯蒸馏。
由终冷洗苯工段来的富油，经油汽换热器与脱苯塔顶部来93℃油汽换热后，进入二段贫富油换热器和一段贫富油换热器，使富油温度升至130-135℃，然后进入管式炉对流段、辐射段，加热至180℃，进入脱苯塔内进行蒸馏。从脱苯塔顶部出来的油汽进入油汽换热器及冷凝冷却器，所得粗苯流入油水分离器。分离出水后的粗苯进入回流槽，经粗苯回流泵送至脱苯塔顶部作为回流用，其余的流入粗苯中间槽，用粗苯产品泵送往油库工段装车外送。
在脱苯塔上部设有断塔板，将塔板积存的油和水引出，流入到脱苯塔油水分离器，将水分离后，油进入下层塔板。
从脱苯塔侧线引出的萘溶剂油，自流到萘溶剂油槽，用泵压送到油库工段的焦油贮槽。
脱苯塔底部采出的170℃热贫油，经一段贫油换热器换热后进入脱苯塔下部的热贫油槽。用热贫油泵送至二段贫富油换热器、贫油一段冷却器、贫油二段冷却器，冷却至30℃后，送到终冷洗苯工段洗苯塔循环使用。
为保持稳定的洗油质量，同管式炉加热后的富油管线引出1.5%的富油进入再生器，用管式炉来的被加热到400℃的过热蒸汽直接蒸吹再生，再生器顶部出来的汽体进入脱苯塔下部，再生器底部排出的残渣定期排放至残渣槽，用泵送到油库工段的焦油贮槽。
粗苯油水分离器、脱苯塔油水分离器分离出来的水进入控制分离器，进一步将油水分离。分离出来的油流入油放空槽，用液下泵送到富油槽，分离出来的水流入水放空槽，用液下泵送到冷凝鼓风工段。
煤气经最终冷却器冷却到25-27℃后,依次通过两个洗苯塔，塔后煤气中的苯含量一般为2g/cm3。.温度为27-30℃的脱苯洗油（贫油）用泵送到顺煤气流向最后一个洗苯塔的顶部，与煤气逆向沿着填料向下喷洒，然后经过油封流入塔底接受槽，用洗泵送至下一个洗苯塔。按煤气流向第一个洗苯塔流出的含苯质量约2.5%的富油送至脱苯装置。脱苯后的品有近冷却后再送回贫油槽循环使用

为了满足从煤气中回收和制取粗笨的要求，洗油应具有以下性能，
（1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，加热时又能使苯族烃能很好的分离出来；
（2）具有化学稳定性，即长期使用中其吸收能力基本稳定；
（3）在吸收操作温度下不析出固体沉积物；
（4）易与水分离，且不生成乳化物；；
（5）有较好的流动性，易于用泵送并能在填料上均匀分布。
焦化厂用于洗苯的主要有焦油洗油和石油洗油。焦油洗油是高温煤焦油中230 -300℃的馏分，容易得到，为大多数焦化厂所采用。
焦化厂采用的洗苯塔主要类型有填料塔、板式塔、和空喷塔。填料洗苯塔是应用较早的较广的一种塔，武钢焦化厂采用鲍尔环填料。
制冷器
制冷器的工作原理低压水点降低（4-5℃），当沸腾时水会吸热带走一部分热量，从而降低水温。
吸收室：LiBr溶液吸收水蒸汽原理，LiBr循环使用。浓度越高，吸收能力越强。
LiBr溶液的再生要经过高温发生器加热蒸发走水蒸气，浓度变高，再经低温发生器，蒸汽走掉，浓度再变高。

电捕焦油器
电捕焦油器与机械除焦油器相比，具有捕焦油效率高、阻力损失小、气体处理量大等特点．不仅可保证后续工序对气体质量的要求．提高产品回收率，而且可明显改善操作环境。
电捕焦油器采用结构形式有同心圆式、管式和蜂窝式等三种．无论哪种结构，其工作原理，即在金属导线与金属管壁〔或极板〕间施加高压直流电，以维持足以使气体产生电离的电场,使阴阳极之间形成电晕区。按电场理论, 正离子吸附于带负电的电晕极,负离子吸附于带正电的沉淀极；所有被电离的正负离子均充满电晕极与沉淀极之间的整个空间。当含焦油雾滴等杂质的煤气通过该电场时，吸附了负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下，移动到沉淀极后释放出所带电荷，并吸附于沉淀极上，从而达到净化气体的目的，通常称为荷电现象。当吸附于沉淀极上的杂质量增加到大于其附着力时，会自动向下流趟，从电捕焦油器底部排出，净气体则从电捕焦油器上部离开并进入下道工序。
焦油氨水
焦油氨水分离槽，采用比重不同来分离。从气液分离器出来的焦油、氨水进入机械化焦油氨水澄清槽，经澄清分离后，上部氨水送至循环氨水槽，由循环氨水泵及高压氨水泵送往炼焦工段供冷却荒煤气和集气管吹扫及无烟装煤使用。剩余氨水则由剩余氨水泵送至硫铵工段蒸氨。分离出的焦油至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时，用焦油泵将其送至焦油槽。焦油需外售时，有焦油泵送往装车台装车外售。
脱氨工艺主要有硫铵法、磷铵法、氨焚烧法三种，硫铵法为传统的硫酸吸收生产硫铵工艺，有半直接法饱和器生产硫铵、间接小饱和器生产硫铵和喷淋吸收氨的无饱和器生产硫铵方法。
磷铵法是焦炉煤气导如入吸收塔与磷酸铵溶液直接吸收煤气中的氨，然后经过解析、精馏制取无水氨产品。国内无锡焦化厂引进吸收较早，有较好的经验，攀钢在引进AS法脱离的同时引进了磷铵法装置。
氨分解工艺（氨焚烧法）是通过AS循环洗涤系统将含有少量硫化氢的氨蒸汽送入氨分解炉，在镍基催化剂的作用下将氨和氰化氢分解，所得分解气体送入余热锅炉中产生蒸汽，冷却后的分解气体再经过第二个直接冷却系统冷却后掺混到焦炉煤气中。

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 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

④ 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