（年7月整理）吸收實驗實驗報告

1、本文格式為word版，下載可任意編輯（年7月整理）吸收實驗實驗報告 一、 試驗名稱： 汲取試驗 二、試驗目的： 1.學習填料塔的操作； 2. 測定填料塔體積汲取系數(shù) k y a. 三、試驗原理： 對填料汲取塔的要求，既盼望它的傳質效率高，又盼望它的壓降低以省能耗。但兩者往往是沖突的，故面對一臺汲取塔應摸索它的相宜操作條件。 （一）、空塔氣速與填料層壓降關系 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，常通過試驗測定。 若以空塔氣速ou m/s為橫坐標，單位填料層壓降zp dmmh 2 0/m為縱坐標，在雙對數(shù)坐標紙上標繪如圖 2-2-7-1 所示。當液體噴淋量 l 0 =0 時，可

2、知zp dou 關系為始終線，其斜率約 1.02，當噴淋量為 l 1 時，zp dou 為一折線，若噴淋量越大，折線位置越向左移動，圖中 l 2 l 1 。每條折線分為三個區(qū)段，zp d值較小時為恒持液區(qū)，zp dou 關系曲線斜率與干塔的相同。zp d值為中間時叫截液區(qū)，zp dou 曲線斜率大于 2，持液區(qū)與截液區(qū)之間的轉折點叫截點 a。zp d值較大時叫液泛區(qū)，zp dou 曲線斜率大于 10，截液區(qū)與液泛區(qū)之間的轉折點叫泛點 b。在液泛區(qū)塔已無法操作。塔的最相宜操作條件是在截點與泛點之間，此時塔效率最高。 汲取試驗 圖 2-2-7-1 填料塔層的zp dou 關系圖 圖 2-2-7-2

3、 汲取塔物料衡算 （二）、汲取系數(shù)與汲取效率 本試驗用水汲取空氣與氨混合氣體中的氨，氨易溶于水，故此操作屬氣膜掌握。若氣相中氨的濃度較小，則氨溶于水后的氣液平衡關系可認為符合亨利定律，汲取平均推動力可用對數(shù)平均濃度差法進行計算。其汲取速率方程可用下式表示： m ya ay h k n d × × w × = （1） 式中：n a 被汲取的氨量kmolnh 3 /h； w 塔的截面積m 2 h填料層高度m d y m 氣相對數(shù)平均推動力 k y a氣相體積汲取系數(shù)kmolnh 3 /m 3 h 被汲取氨量的計算，對全塔進行物料衡算（見圖 2-2-7-2）： ) (

4、) (2 1 2 1x x l y y v n a - = - = （2） 式中：v空氣的流量kmol 空氣/h l汲取劑（水）的流量kmolh 2 0/h y 1 塔底氣相濃度kmolnh 3 /kmol 空氣 y 2 塔頂氣相濃度kmolnh 3 /kmol 空氣 x 1 ，x 2 分別為塔底、塔頂液相濃度kmolnh 3 /kmolh 2 0 由式（1）和式（2）聯(lián)解得： myay hy y vkd × × w-=) (2 1 （3） 為求得 k y a 必需先求出 y 1 、y 2 和 d y m 之值。 1、y 1 值的計算： 0202198 . 0vvy = （

5、4） 式中：v 01 氨氣換算為標態(tài)下的流量m 3 /h v 02 空氣換算為標態(tài)下的流量m 3 /h 0.98氨氣中含純 nh 3 分數(shù) 對氨氣： 2 12 10102021 01t tp pptv v××× =rr （5） 式中：v 1 氯氣流量計上的讀數(shù)m 3 /h t。，p。標準狀態(tài)下氨氣的溫度k和壓強mmhg t 1 ，p 1 氨氣流量計上標明的溫度k和壓強mmhg t 2 ，p 2 試驗所用氨氣的溫度k和壓強mmhg 0r 標準狀態(tài)下氨氣的密度（=0.769kg/m 3 ） 02r 標準狀態(tài)下空氣的密度（=1.293kg/m 3 ） 對空氣： 4 34

6、 3002 02t tp pptv v××= （6） 式中：v 2 空氣流量計讀數(shù)m 3 /h t。，p。標準狀態(tài)下空氣的溫度k和壓強mmhg t 3 ，p 3 空氣流量計上標明的溫度k和壓強mmhg t 4 ，p 4 試驗所用空氣的溫度k和壓強mmhg y 1 也可用取樣分析法確定（略）。 2、y 2 值分析計算 在汲取瓶內注入濃度為 n s 的 h 2 so 4 v s ml，把塔頂尾氣通入汲取瓶中。設從汲取瓶出口的空氣體積為 v 4 ml時瓶內 h 2 so 4 vs 即被 nh 3 中和完畢，那么進入汲取瓶的 nh 3 體積 v o3 可用下式計算： 1 . 220

7、3ml v n vs s= （7） 通過汲取瓶空氣化為標準狀態(tài)體積為： 55004 04mltpptv v × = （8） 式中：v 4 通過汲取瓶空氣體積ml，由濕式氣量計讀取 t。，p。標準狀態(tài)下空氣的溫度k和壓強mmhg t 5 ，p 5 通過汲取瓶后空氣的溫度k和壓強mmhg 故塔頂氣相濃度為： 04032vvy = （9） 3、塔底 x 1 y* 1 的確定 由式（2）知：2 2 1 1) ( x y yl + - = ，若 x 2 =0，則得： ) (2 1 1y yl - = （10） x 1 值亦可從塔底取氨水分析而得。設取氨水 v n ml，用濃度為 n s 的 h

8、 2 so 4來滴定，中和后用量為 v s ml，則： 018 . 01ns svv nx = （11） 又依據(jù)亨利定律知，與塔底 x 1 成平衡的氣相濃度 y 1 *為： 1 1xpey =* （12） 式中：p塔底操作壓強肯定大氣壓（atm） e亨利系數(shù)大氣壓，可查下表取得： 度 液相濃度 5% 以下的 e 值 表 2-2-7-1 t（） 0 10 20 25 30 40 e（大氣壓） 0.293 0.502 0.778 0.947 1.25 1.94 或用下式計算： te 047 . 1 31143 . 0 ´ = （13） 4、塔頂?shù)?x 2 y 2 *的確定 因用水為汲取劑

9、，故 x 2 =0 ，所以 y 2 *=0 5、 汲取平均推動力y m 21 12 1 1ln) (yy yy y yy m*- -= d （14） 6、汲取效率 % 10012 1´-=yy yh （15） 四、試驗流程簡介： 汲取裝置如圖 2-2-7-3 所示，塔徑為 110（mm），塔內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 600700（mm）（請自量精確）。氨氣由氨瓶 1 頂部針形閥放出，經減壓閥 2 到達緩沖缺罐 3，用閥 4 調整流量，經溫度計23，表壓計 5 和流量計 6 分別測量溫度、壓力和流量后到達混合管?？諝饨涳L機 7壓送至緩沖罐 9，由旁

10、路閥 8 和調整閥 11 調整風量，經溫度計 23，表壓計 10 和流量計 12 分別測量溫度、壓力和流量后到達混合管與氨氣混合，后被送進汲取塔 13的下部，通過填料層縫隙向上流淌。汲取劑（水）由閥 16 調整，經流量計 17 測定流量后從塔頂噴灑而下。在填料層內，下流的水滴與上流的混合氣接觸，氨被水汲取變氨水從塔底排出，氨水溫度由溫度計 23 測定，塔頂表壓和填料層壓降由壓差計 14 和 15 測定。從塔頂排出含有微量氨的空氣成為尾氣從閥 18 排出大氣中，分析尾氣含氨量是用旋塞 19 取樣，先從三角瓶 20 除去水分，后經汲取瓶 21 分析氨，氣量計 22 計量取出空氣量。 五、試驗方法：

11、 （一）測壓降與空塔氣速步驟 1、測定干塔壓降 （1）打開旁路閥 8，關閉空氣流量調整閥 11，啟動風機 7，漸漸打開閥 11 使風量由零至最大，同時觀看壓差計 15 的讀數(shù)變化。 （2）從流量計 12 的量程范圍擬定 68 組讀數(shù)。調整風量由大至小，同時讀取空氣流量及塔壓降值。 2、測定濕塔壓降 （1）把風量開至最大，漸漸打開閥 16 使水從塔頂噴淋而下，觀看填料層上的液泛狀況及壓差計 15 的讀數(shù)變化。 （2）調整風量水量使液泛層高度 2030mm 左右，登記水流量及壓差計讀數(shù)。 （3）保持水量不變，調整風量由大至小，測取 68 組風量及塔壓降讀數(shù)。 最終，讀取氣溫、水溫及填料層高度，登記

12、塔內徑數(shù)值。 （二）測汲取系數(shù)步驟 1、全開旁路閥 8，關閉空氣流量調整閥 11，啟動風機 7，漸漸打開閥 11 使風量由零至最大，同時觀看壓差計 15 的讀數(shù)變化。 2、在汲取瓶內置入已知濃度的 h 2 so 4 1ml 及 2 滴甲基紅，加適量蒸餾水搖勻后裝于尾氣分析管路上。關閉取樣旋塞 19，登記濕式氣量計原始讀數(shù)。 3、將水流量計 17 及空氣流量計 12（采納旁路調整法）調到指定讀數(shù)。 4、關閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調整閥 4，松開減壓閥旋鈕，打開氨瓶上的總閥，然后，漸漸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 0.05mp左右時，停止轉動減壓閥旋鈕，漸漸打開調整閥 4

13、，把氨氣送進混合管。 5、待塔的操作穩(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。 6、尾氣分析方法是打開取樣旋塞 19，使尾氣成泡狀通過汲取瓶液層，至瓶內液體的紅色變淡黃色為止，即關閉旋塞，登記氣量計讀數(shù)。（8 分） 7、保持空氣和水流量不變，轉變氨氣流量，重復上述操作一次。 8、試驗完畢，先關氨瓶上的總閥，待氨氣緩沖罐上壓力表讀數(shù)為 0 后，再關閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調整閥 4，然后，全開旁路閥 8，同時關閉空氣流量調整閥 11，最終停風機和關水閥，清洗汲取瓶。 1、氨瓶 2、減壓閥 3、氨緩沖罐 4、氨氣調整閥 5、氨表壓計 6、氨轉子流量計 7、葉氏

14、風機 8、空氣旁路閥 9、空氣緩沖罐 10、空氣表壓計 11、空氣調整閥 12、空氣轉子流量計 13、汲取塔 14、塔頂表壓計 15、塔壓降壓差計 16、水調整閥 17、水轉子流量計 18、尾氣調整閥 19、取樣旋塞 20、分別水三角瓶 21、汲取瓶 22、濕式氣量計 23、溫度計 圖 2-2-7-3 汲取裝置流程圖 六、原始數(shù)據(jù)記錄表： （見下頁） 七、數(shù)據(jù)處理表： 01v 0.367 0.367 02v 9.460 9.441 03v 0.194 0.194 04v 5819.308 13723.371 1y 0.0380 0.0381 2y 0.0000334 0.0000142 1x

15、0.00305 0.00204 p 1.232 1.234 *1y 0.00193 0.00128 my d 0.00516 0.00468 h 99.912% 99.963% yak 501.128 554.192 an 0.0169 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 10102021 01=´´´ ´ ´ =××× =t tp pptv vrr 460 . 9294 2935 . 783 7

16、60760273104 34 3002 02=´´´ ´ =××=t tp pptv v 因 0088 . 0 =sn 、 1 =sv ，所以 194 . 0 1 0088 . 0 1 . 22 1 . 2203= ´ ´ = =s s vn v 308 . 5819295761760273628055004 04= ´ ´ = × =tpptv v 0380 . 0460 . 9367 . 0 98. 098. 002021=´= =vvy 0000334 . 0308 .

17、 5819194 . 004032= = =vvy 因 446 . 04 . 22101000 4 . 2210002= =´´=vv 、 556 . 51810018= = =水ll ，所以 ( ) 00305 . 0 0000334 . 0 0380 . 0556 . 5446 . 0) (2 1 1= - ´ = - = y yl 232 . 176117576110 3 . 021121= +´´ + = + d + =b ap p p p 又 778 . 0 = e ，所以 00193 . 0 00305 . 0232 . 1778 . 01 1= ´ = =*xpey ( )00516 . 00000334 . 000193 . 0 0380 . 0ln0000334 . 0 00193 . 0 0380 . 0ln) (21 12 1 1=- -=- -= d*yy yy y yy m % 912 . 99 % 1000380 . 00000334 . 0 0380 . 0% 10012 1= ´-= ´-=yy yh 00950 . 0100011014 . 3414122= ÷ø