吸收實驗實驗報告.doc

1、吸收實驗實驗報告一、實驗名稱: 吸收實驗 二、實驗?zāi)康茫?、學(xué)習(xí)填料塔得操作; 2、測定填料塔體積吸收系數(shù) K a、三、實驗原理：對填料吸收塔得要求，既希望它得傳質(zhì)效率高，又希望它得壓降低以省能耗。但兩者往往就是矛盾得，故面對一臺吸收塔應(yīng)摸索它得適宜操作條件。(一）、空塔氣速與填料層壓降關(guān)系 氣體通過填料層壓降P 與填料特性及氣、液流量大小等有關(guān),常通過實驗測定。若以空塔氣速/為橫坐標，單位填料層壓降mmH 2 0為縱坐標,在雙對數(shù)坐標紙上標繪如圖-7-1所示。當(dāng)液體噴淋量L =0時,可知關(guān)系為一直線，其斜率約 1、0,當(dāng)噴淋量為 L 1 時，為一折線，若噴淋量越大，折線位置越向左移動,圖中

2、L 2 >L 1 .每條折線分為三個區(qū)段，值較小時為恒持液區(qū),關(guān)系曲線斜率與干塔得相同。值為中間時叫截液區(qū)，曲線斜率大于 2,持液區(qū)與截液區(qū)之間得轉(zhuǎn)折點叫截點 A。值較大時叫液泛區(qū)，曲線斜率大于 10,截液區(qū)與液泛區(qū)之間得轉(zhuǎn)折點叫泛點 B。在液泛區(qū)塔已無法操作。塔得最適宜操作條件就是在截點與泛點之間,此時塔效率最高。圖 22-1填料塔層得關(guān)系圖圖 22-2吸收塔物料衡算(二）、吸收系數(shù)與吸收效率 本實驗用水吸收空氣與氨混合氣體中得氨，氨易溶于水，故此操作屬氣膜控制.若氣相中氨得濃度較小，則氨溶于水后得氣液平衡關(guān)系可認為符合亨利定律,吸收平均推動力可用對數(shù)平均濃度差法進行計算。其吸收速率方

3、程可用下式表示:(1) 式中:N 被吸收得氨量koH 3 /h; -塔得截面積m H填料層高度m Y -氣相對數(shù)平均推動力 K Y -氣相體積吸收系數(shù)kmlNH 3 /m ·h 被吸收氨量得計算，對全塔進行物料衡算(見圖 2-27-2）:（2）式中:空氣得流量kmol 空氣/h L-吸收劑(水)得流量moH /h Y -塔底氣相濃度kolNH /kmol 空氣 Y 塔頂氣相濃度klNH 3 /mol 空氣 _ ， 2 -分別為塔底、塔頂液相濃度kmolH 3 mol 2 0 由式(1)與式(2)聯(lián)解得：(3) 為求得 K Y 必須先求出 Y 、Y 2 與 Y m 之值.1、Y 1 值

4、得計算：(4）式中：V 0 -氨氣換算為標態(tài)下得流量 3 /h V 2 空氣換算為標態(tài)下得流量 3 /h 0、98氨氣中含純 NH 3 分數(shù) 對氨氣:(）式中： 1 氯氣流量計上得讀數(shù)m / T。，P。標準狀態(tài)下氨氣得溫度K與壓強mHg T 1 ,P 1 氨氣流量計上標明得溫度K與壓強mmHg 2 ,P 實驗所用氨氣得溫度與壓強mHg 標準狀態(tài)下氨氣得密度(0。769kg/m 3 ) 標準狀態(tài)下空氣得密度(=.293g/m 3 ）對空氣:（) 式中：V 空氣流量計讀數(shù)m 3 /h T。,P。標準狀態(tài)下空氣得溫度與壓強mH T 3 ,P 空氣流量計上標明得溫度K與壓強mHg 4 ,P 4 實驗所

5、用空氣得溫度K與壓強mmHg Y 1 也可用取樣分析p 法確定（略).、Y 2 值分析p 計算 在吸收瓶內(nèi)注入濃度為 N 得 2 SO S m，把塔頂尾氣通入吸收瓶中。設(shè)從吸收瓶出口得空氣體積為 V 4 ml時瓶內(nèi) H 2 S 4 即被 NH 中與完畢,那么進入吸收瓶得 NH 3 體積 V 可用下式計算:(）通過吸收瓶空氣化為標準狀態(tài)體積為:（8）式中：V 4 -通過吸收瓶空氣體積l,由濕式氣量計讀取 。,P.-標準狀態(tài)下空氣得溫度K與壓強mmg 5 ,P 5 通過吸收瓶后空氣得溫度K與壓強mH 故塔頂氣相濃度為:(9) 3、塔底 1 Y_1 得確定 由式(2）知: ,若 _ 2 =0,則得:

6、(10) _ 值亦可從塔底取氨水分析p 而得。設(shè)取氨水 V N ml，用濃度為 N S 得 H 2 SO 4來滴定，中與后用量為 V S ml，則:(11) 又根據(jù)亨利定律知,與塔底 成平衡得氣相濃度 Y 1 _為:(1）式中：P-塔底操作壓強絕對大氣壓(atm) E亨利系數(shù)大氣壓,可查下表取得: 液相濃度 以下得 得 E 值 表-271 t()E（大氣壓) 、3 、502 0、778 0、4 、5 1、94 或用下式計算:（13) 4、塔頂?shù)?_ 2 2 _得確定 因用水為吸收劑，故 _ 2 0 ,所以 2 =0 5、吸收平均推動力Y m（14) 6、吸收效率（1)四、實驗流程簡介: 吸收裝

7、置如圖 2-2-73 所示,塔徑為 110(m)，塔內(nèi)填料有一套為塑料階梯環(huán)，其它為瓷拉西環(huán),均為亂堆填料層高為0070（mm）(請自量準確)。氨氣由氨瓶 1 頂部針形閥放出，經(jīng)減壓閥到達緩沖缺罐 3，用閥 4 調(diào)節(jié)流量，經(jīng)溫度計 23,表壓計 5 與流量計 6 分別測量溫度、壓力與流量后到達混合管?？諝饨?jīng)風(fēng)機 7 壓送至緩沖罐 9,由旁路閥 8 與調(diào)節(jié)閥1 調(diào)節(jié)風(fēng)量，經(jīng)溫度計 23，表壓計0 與流量計12 分別測量溫度、壓力與流量后到達混合管與氨氣混合，后被送進吸收塔 13 得下部,通過填料層縫隙向上流動。吸收劑（水）由閥 16 調(diào)節(jié)，經(jīng)流量計 17 測定流量后從塔頂噴灑而下。在填料層內(nèi)，下

8、流得水滴與上流得混合氣接觸，氨被水吸收變氨水從塔底排出,氨水溫度由溫度計 23 測定，塔頂表壓與填料層壓降由壓差計 14 與 15測定.從塔頂排出含有微量氨得空氣成為尾氣從閥1排出大氣中,分析p 尾氣含氨量就是用旋塞9 取樣,先從三角瓶0 除去水分,后經(jīng)吸收瓶1 分析p 氨,氣量計2 計量取出空氣量。五、實驗方法：(一)測壓降與空塔氣速步驟 1、測定干塔壓降 (1)打開旁路閥,關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥 11,啟動風(fēng)機 7，慢慢打開閥 1使風(fēng)量由零至最大，同時觀察壓差計得讀數(shù)變化。(2)從流量計 12 得量程范圍擬定 68 組讀數(shù)。調(diào)節(jié)風(fēng)量由大至小,同時讀取空氣流量及塔壓降值。2、測定濕塔壓降 (）把

9、風(fēng)量開至最大,慢慢打開閥使水從塔頂噴淋而下,觀察填料層上得液泛情況及壓差計 15 得讀數(shù)變化。(2)調(diào)節(jié)風(fēng)量水量使液泛層高度 2m左右,記下水流量及壓差計讀數(shù)。（3）保持水量不變，調(diào)節(jié)風(fēng)量由大至小,測取 68 組風(fēng)量及塔壓降讀數(shù)。最后,讀取氣溫、水溫及填料層高度,記下塔內(nèi)徑數(shù)值。(二)測吸收系數(shù)步驟 1、全開旁路閥,關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥,啟動風(fēng)機 7，慢慢打開閥 11 使風(fēng)量由零至最大,同時觀察壓差計 15 得讀數(shù)變化。2、在吸收瓶內(nèi)置入已知濃度得 H 2 SO 1ml 及 2 滴甲基紅，加適量蒸餾水搖勻后裝于尾氣分析p 管路上.關(guān)閉取樣旋塞 19,記下濕式氣量計原始讀數(shù)。3、將水流量計 1及空

10、氣流量計 1(采用旁路調(diào)節(jié)法)調(diào)到指定讀數(shù)。4、關(guān)閉氨氣緩沖罐上得氨氣流量調(diào)節(jié)閥 4,松開減壓閥旋鈕，打開氨瓶上得總閥,然后，慢慢擰緊減壓閥旋鈕把氨氣引進緩沖罐 3,待罐上壓力表讀數(shù)達、05MP左右時,停止轉(zhuǎn)動減壓閥旋鈕，慢慢打開調(diào)節(jié)閥 4，把氨氣送進混合管。、待塔得操作穩(wěn)定后（不液泛,不干塔，各儀表讀數(shù)穩(wěn)定),記錄各儀表讀數(shù),同時進行塔頂尾氣分析p 。6、尾氣分析p 方法就是打開取樣旋塞 19,使尾氣成泡狀通過吸收瓶液層，至瓶內(nèi)液體得紅色變淡黃色為止,即關(guān)閉旋塞,記下氣量計讀數(shù)。(分) 7、保持空氣與水流量不變,改變氨氣流量,重復(fù)上述操作一次。8、實驗完畢，先關(guān)氨瓶上得總閥,待氨氣緩沖罐上壓

11、力表讀數(shù)為 0 后，再關(guān)閉氨氣緩沖罐上得氨氣流量調(diào)節(jié)閥 4,然后，全開旁路閥 8，同時關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥1,最后停風(fēng)機與關(guān)水閥,清洗吸收瓶.1、氨瓶、減壓閥3、氨緩沖罐、氨氣調(diào)節(jié)閥5、氨表壓計、氨轉(zhuǎn)子流量計 7、葉氏風(fēng)機8、空氣旁路閥9、空氣緩沖罐 0、空氣表壓計11、空氣調(diào)節(jié)閥12、空氣轉(zhuǎn)子流量計13、吸收塔14、塔頂表壓計15、塔壓降壓差計6、水調(diào)節(jié)閥17、水轉(zhuǎn)子流量計18、尾氣調(diào)節(jié)閥19、取樣旋塞0、分離水三角瓶21、吸收瓶2、濕式氣量計23、溫度計 圖-7-3吸收裝置流程圖 六、原始數(shù)據(jù)記錄表：（見下頁)七、數(shù)據(jù)處理表：0、67 0、9、46 9、1、194 0、194519、308

12、13723、710、38 、0810、0034 0、0001420、030 0、00041、32 1、30、0193 0、001280、051 0、004699、9 、96301、28 54、12、09 0、0170 八、舉例計算：以第一組數(shù)據(jù)為例計算: :367 .0295 293783 760769 .0293 .17602733 .02 12 020_1 01=´´´ ´ ´ =××× =T TP V Vrr因、，所以因、,所以 ( ) 00305 .0 0000334 .0 0380 .0556 .5446 .0) (2 1 1= - ´ = - = Y YLV_又,所以( )00516 .00000334 .000193 .0 0380 .0ln0000334 .0 00193 .0 0380 .0ln) (21 12 1 1=- -=- -= D*YY YY Y YY m912 .99 1000380 .00000334 .0 0380 .0 10012 1= ´-= ´-=YY Yh( )128 .50100516 .0100069000950 .00000334 .0 03