二氧化碳吸收与解吸实验装置

一. 实验目的

掌握填料塔吸收装置的结构与流程：通过实验理解填料塔的构造特点及气液传质过程。

学习传质系数的测定方法：掌握总体积传质系数（ a）的实验测定与计算方法。

探究塔内流体力学特性：分析填料塔的压降、持液量等参数，观察液泛现象并测定液泛气速。

研究操作参数的影响：验证气体空塔速度、液体喷淋密度对传质效率的影响规律，为工业设计提供理论依据。

二. 装置功能（设备功能）

在线浓度检测：集成在线气相浓度分析仪。

流体力学性能测试：通过并联气路设计，实现液泛现象的直观观察及液泛气速的精确测定。

多模式数据展示：采用工控主机（上位机软件）、智能仪表（流量、压力显示）与就地仪表三级数据展示，模拟工业控制场景。

循环水系统：内置蓄水箱与水泵，实现水资源的循环利用，降低实验耗水量。

宽范围流量调节：气体流量（0.2~20 m³/h）、液体流量（60~600 L/h）及CO₂流量（0.3~3 L/min）可精准调控，适配多工况实验需求。

三. 设计要求

气相浓度需通过在线分析仪实时显示，数据可导出至计算机进行后处理。

塔体设计需包含透明观察窗，便于直观观察液泛现象；并联气路系统需确保液泛气速测定的准确性。

控制系统需兼容工控主机、智能仪表与就地显示仪表，体现工业自动化特点，同时培养学生操作现代化设备的能力。

四. 技术指标

运行条件：常温常压，体系为空气-CO₂-水。

流量范围：

液体：60~600 L/h

气体：0.2~20 m³/h

CO₂：0.3~3 L/min

尺寸：2800×650×2470 mm（长×宽×高）。

五. 公用设施

水：内置200L蓄水箱，实验用水可循环使用，结束后一键排空。

电：三相五线制供电（AC380V，1.5kW），配置漏电保护与急停装置。

物料：水、压缩空气、食品级CO₂钢瓶（需外接）。

六. 应用案例

化工过程优化：某石化企业利用本装置模拟脱碳工艺，优化吸收塔操作参数（如喷淋密度），使CO₂脱除效率提升12%。

环保技术开发：用于高校科研团队研究低浓度CO₂废气处理，验证新型填料（如规整陶瓷填料）的传质性能。

教学与培训：作为化工类院校必修实验，学生通过测定不同气液比下的传质系数，深化对《化工原理》中“吸收单元操作”的理论理解。