吸收實驗實驗報告

吸取試驗_吸取試驗二、試驗目的：學習填料塔的操作；測定填料塔體積吸取系數(shù)KYa.三、試驗原理：對填料吸取塔的要求，既期望它的傳質(zhì)效率高，又期望它的壓降低以省能耗。但兩者往往是沖突的，故面對一臺吸取塔應摸索它的適宜操作條件。〔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。假設以空塔氣速uo

[m/s]為橫坐標，單位填料層壓降P[mmH

20/m]為縱坐標，Z2-2-7-1L=0P~u關Z0 Z o系為始終線，其斜率約1.0—2，當噴淋量為L1

P~uZ

為一折線，假設噴淋量越大，折線位置越向左移動，圖中L＞L。每條折線分為三個區(qū)段，P值較小時2 1 Z為恒持液區(qū)，P~uZ o

關系曲線斜率與干塔的一樣。

P值為中間時叫截液區(qū)，ZP~uZ

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。P

值較大時ZP~uZZ o

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_圖2-2-7-1 填料塔層的P~uZ圖2-2-7-2 吸取塔物料衡算

o關系圖〔二、吸取系數(shù)與吸取效率假設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，吸取平均推動力可用對數(shù)平均濃度差法進展計算。其吸取速率方程可用下式表示：NAKYaHYm 〔1〕式中：NA——被吸取的氨量[kmolNH3/h]；——塔的截面積[m2]H——填料層高度[m]__Ym——氣相對數(shù)平均推動力KYa——氣相體積吸取系數(shù)[kmolNH3/m3·h]被吸取氨量的計算，對全塔進展物料衡算〔見圖：N A 1

Y)L(X2

X ) 〔2〕2式中：V——空氣的流量[kmol空氣/h]L——吸取劑〔水〕的流量[kmolH20/h]Y1——塔底氣相濃度[kmolNH3/kmol空氣]Y2——塔頂氣相濃度[kmolNH3/kmol空氣]X1，X2——分別為塔底、塔頂液相濃度[kmolNH3/kmolH20]由式〔1〕和式〔2〕聯(lián)解得：V(YK 1

Y) 〔3〕2Ya HY2mY 1 2 為求得Ka必需先求出Y、Y和Y 之值。1、Y1Y 1 2 Y 0.98V1 V02

01 〔4〕式中：V01——氨氣換算為標態(tài)下的流量[m3/h]V02——空氣換算為標態(tài)下的流量[m3/h]0.98NH3分數(shù)對氨氣：

TPTP0002 1 2PPTT01 1 2V V01 1式中：V1——氯氣流量計上的讀數(shù)[m3/h]TP。——標準狀態(tài)下氨氣的溫度[K]和壓強[mmHg]T1，P1——氨氣流量計上標明的溫度[K]和壓強[mmHg]T2，P2——試驗所用氨氣的溫度[K]和壓強[mmHg] ——標準狀態(tài)下氨氣的密度〔=0.769kg/m3〕0 ——標準狀態(tài)下空氣的密度〔=1.293kg/m3〕02對空氣：V V02 2

〔6〕TP00PTP00PPTT3 43 4TP。——標準狀態(tài)下空氣的溫度[K]和壓強[mmHg]T3，P3——空氣流量計上標明的溫度[K]和壓強[mmHg]T4，P4——試驗所用空氣的溫度[K]和壓強[mmHg]Y1也可用取樣分析法確定〔略。2、Y2值分析計算在吸取瓶內(nèi)注入濃度為NS的H2SO4VS[ml]，把塔頂尾氣通入吸取瓶中。設從吸取瓶出口的空氣體積為V4[ml]時瓶內(nèi)H2SO4Vs即被NH3中和完畢，那么進入吸取NH3體積Vo3可用下式計算：V 22.1NV[ml] 〔7〕S S通過吸取瓶空氣化為標準狀態(tài)體積為：TV V 04P0

P[ml]5T55

〔8〕式中：V4——通過吸取瓶空氣體積[ml]，由濕式氣量計讀取TP。——標準狀態(tài)下空氣的溫度[K]和壓強[mmHg]T5，P5——通過吸取瓶后空氣的溫度[K]和壓強[mmHg]故塔頂氣相濃度為：VY2V03 〔9〕043、塔底X1~Y*1確實定由式〔2〕知：X

V

Y)X

1 L 1 2 2X V(Y

Y) 〔10〕1 L 1 2X1值亦可從塔底取氨水分析而得。設取氨水VN`[ml]，用濃度為NS`的H2SO4來滴定，中和后用量為VS`[ml]，則：X 0.018

N S S

〔11〕1 V `N又依據(jù)亨利定律知，與塔底X1成平衡的氣相濃度Y1*為：EY X1 P 1

〔12〕式中：P——塔底操作壓強確定大氣壓〔atm〕E——亨利系數(shù)大氣壓，可查下表取得：液相濃度5%以下的E值2-2-7-1t〔℃〕01020253040E〔大氣壓〕0.2930.5020.7780.9471.251.94或用下式計算：E0.311431.047t〔13〕4、塔頂?shù)腦2~Y2*確實定因用水為吸取劑，故X2=0，所以Y2*=05、吸取平均推動力ΔYmY m

1 1

2 〔14〕ln 1Y 126、 吸取效率η

100% 1Y 21四、試驗流程簡介：

〔15〕吸取裝置如圖3所示，塔徑為〔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0〔m〔請自量準確。氨氣由氨瓶12到達緩沖缺罐3，用閥4調(diào)整流量，經(jīng)溫度計23，表壓計5和流量計6風機7壓送至緩沖罐9，由旁路閥8和調(diào)整閥1123，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，后被送進吸取塔13的下部，通過填料層縫隙向上流淌。吸取劑〔水〕由閥16調(diào)整，經(jīng)流量計17測定流量后從塔頂噴灑而下。在填料層內(nèi)，下流的水滴與上流的混合氣接觸，氨23壓差計14和1518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(jīng)吸取瓶21分析22五、試驗方法：〔一〕測壓降與空塔氣速步驟1、測定干塔壓降〔1〕翻開旁路閥8，關閉空氣流量調(diào)整閥11，啟動風機7，漸漸翻開閥11使風量由零至最大，同時觀看壓差計15〔2〕從流量計12的量程范圍擬定6~8組讀數(shù)。調(diào)整風量由大至小，同時讀取空氣流量及塔壓降值。2、測定濕塔壓降把風量開至最大，漸漸翻開閥16使水從塔頂噴淋而下，觀看填料層上的15調(diào)整風量水量使液泛層高度20~30mm左右，登記水流量及壓差計讀數(shù)。保持水量不變，調(diào)整風量由大至小，測取6~8組風量及塔壓降讀數(shù)。最終，讀取氣溫、水溫及填料層高度，登記塔內(nèi)徑數(shù)值?！捕硿y吸取系數(shù)步驟1、全開旁路閥8，關閉空氣流量調(diào)整閥11，啟動風機7，漸漸翻開閥11使風152、在吸取瓶內(nèi)置入濃度的H2SO41ml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〔承受旁路調(diào)整法〕調(diào)到指定讀數(shù)。4、關閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調(diào)整閥4，松開減壓閥旋鈕，翻開氨瓶上的3左右時，停頓轉動減壓閥旋鈕，漸漸翻開調(diào)整閥4，把氨氣送進混合管。5〔同時進展塔頂尾氣分析。6、尾氣分析方法是翻開取樣旋塞19，使尾氣成泡狀通過吸取瓶液層，至瓶內(nèi)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〕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(diào)整閥4，然后，全開旁路閥8，同時關閉空氣流量調(diào)整11，最終停風機和關水閥，清洗吸取瓶。1、氨瓶 2、減壓閥 3、氨緩沖罐 4、氨氣調(diào)整閥 5、氨表壓計6、氨轉子流量計7、葉氏風機 8、空氣旁路閥 9、空氣緩沖罐10、空氣表壓計11、空氣調(diào)整閥 12、空氣轉子流量計 13、吸取塔 14、塔頂表壓計15、塔壓降壓差計 16、水調(diào)整閥 17、水轉子流量計 18、尾氣調(diào)整閥19、取樣旋塞 20、分別水三角瓶 21、吸取瓶 22、濕式氣量計23、溫度計圖2-2-7-3 吸取裝置流程圖六、原始數(shù)據(jù)記錄表：〔見下頁〕__Y0.00003340.0000142Y0.00003340.00001422X0.003050.002041P1.2321.23410.001930.00128V010.3670.367V029.4609.441V030.1940.194V045819.30813723.371Y10.03800.0381Ym0.005160.0046899.912%99.963%KYa501.128554.192NA0.01690.0170八、舉例計算：

1.2931.2937607830.769 293295TP0002 1 2PPTT01 1 2V V01 1

0.3 760

0.367TP00PTP00PPTT3 43 402 2

10273 9.460760760783.5293294S 因N 0.0088760783.5293294S V 22.1NV 22.10.008810.19403 S ST PV V 0 04 4P T0 5

62802737615819.308760 295Y 0.98Y 011 V02

0.980.3679.460

0.0380VY 2 V04

0.1945819.308

0.0000334因V

V 10002

10

0.446

L、L

100

5.556，所以22.41000 22.4

18 18VLX (YL1

2

0.003055.556PP1PP

1

10.310175

a 2

2 761 761E0.778，所以E 0.778Y X1 P

1.232(YY)Y Y 1 1 2 0.00516m YY ln0.03800.00193ln 1Y 12 YY

0.00003340.03800.0000334 1Y 21

100%