化工原理實驗 課件

化工原理實驗福州大學化工原理實驗室二○一五年五月修訂吸收實驗化工原理實驗福州大學化工原理實驗室吸收實驗實驗五吸收實驗福州大學化工原理實驗室一實驗目的二實驗任務三實驗原理四實驗流程五操作要點六濃度分析七報告要求八方案設計實驗五吸收實驗福州大學化工原理實驗室一實驗目的五操吸收實驗裝置吸收實驗裝置一、實驗目的熟悉填料吸收塔的結(jié)構(gòu)與操作方法。掌握塔的傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定方法。通過實驗了解－曲線和對工程設計的重要意義。學會分析操作條件變化對塔性能的影響。一、實驗目的熟悉填料吸收塔的結(jié)構(gòu)與操作方法。二、實驗任務完成流體力學性能及傳質(zhì)性能的測定塔的傳質(zhì)能力（NOG和）傳質(zhì)效率（HOG和）噴淋量L=40l/h（濕塔）流體力學性能噴淋量L=0l/h（干塔）流體力學性能二、實驗任務完成流體力學性能及傳質(zhì)性能的測定塔的傳質(zhì)能力三、實驗原理

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填料塔流體力學特性

測定填料塔的壓降和液泛氣速是為了計算填料塔所需動力消耗和確定填料塔的適宜操作范圍，選擇合適的氣液負荷。

氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對數(shù)坐標系中以對作圖,得到一條斜率為1.8～2的直線，如下頁圖所示。

當有噴淋量時，隨著氣速的增加，塔內(nèi)的持液量也開始增大，漸漸會出現(xiàn)載點和液泛點。

出現(xiàn)液泛點后，塔內(nèi)液體返混和氣體的液沫夾帶現(xiàn)象嚴重，傳質(zhì)效果極差。三、實驗原理——填料塔流體力學特性測定填料塔的壓三、實驗原理

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填料塔流體力學特性

圖1填料層壓降～空塔速度的關系圖載點液泛點恒持液區(qū)攔液噴淋密度載液區(qū)三、實驗原理——填料塔流體力學特性圖1填料層壓降三、實驗原理

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填料塔流體力學特性

（2）空氣的空塔氣速

式中：——空塔氣速，m3/(m2s)即m/s；

——操作條件下空氣的流量，m3/h；

——塔的直徑，m。（其它符號說明略）（1）每米填料層的壓降

——填料層壓差，mmH2O；—填料層高度m。用空氣和水進行實驗三、實驗原理——填料塔流體力學特性（2）空氣的空塔氣三、實驗原理—傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定

1、傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的主要計算公式三、實驗原理—傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測定1、傳質(zhì)能力和三、實驗原理2、相關計算公式三、實驗原理2、相關計算公式相關計算公式符號說明詳見實驗教材相關計算公式符號說明詳見實驗教材四、實驗流程一張完整的流程圖還需要什么？四、實驗流程一張完整的流程圖還需要什么？填料噴淋頭填料塔空氣流量計水、氨氣流量計空氣、吸收液溫度計水準瓶量氣管填料塔壓差吸收瓶空氣壓差空氣流量調(diào)節(jié)閥填料噴淋頭填料塔空氣流量計水、氨氣流量計空氣、吸收液溫度計水實驗裝置背面風機放空口閥門（在正面）實驗裝置背面風機放空口閥門水流量調(diào)到50l/h全開空氣流量調(diào)節(jié)閥啟動鼓風機用調(diào)節(jié)閥慢慢加大氣速到接近液泛之后再全開調(diào)節(jié)閥關閉供水系統(tǒng)五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（1）1、干填料層－關系曲線：

1）潤濕填料若不潤濕會怎么樣？用空氣和水進行實驗為什么全開水流量調(diào)到50l/h五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（1）

2）參數(shù)測定?？諝饬髁繌男〉酱蠼ㄗh空氣轉(zhuǎn)子流量計的讀數(shù)分別取5、7、9、11、13、15、17、19、21共9個數(shù)據(jù)點?？諝廪D(zhuǎn)子流量計的讀數(shù)對應空氣流量的壓強降空氣流量計處空氣溫度填料層的壓降五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（1）2）參數(shù)測定。五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（2）

2、測定某噴淋量下填料層－關系曲線：將水噴淋量調(diào)節(jié)為40L／h，其它方法同上。

切不可使氣速過分超過泛點。出現(xiàn)液泛現(xiàn)象時，仍需繼續(xù)測三組數(shù)據(jù)。建議空氣轉(zhuǎn)子流量計的讀數(shù)按4、5、6……的順序遞增，接近液泛時，進塔氣體量可緩慢增加，比如按0.5來遞增

。五、操作要點—填料塔流體力學測定操作（2）2、測定某噴淋量

1、確定氨氣流量?；旌蠚怏w中氨組分為0.02-0.03左右摩爾比。兩次吸收實驗的混合氣體中氨組分濃度應一致。五、操作要點—總傳質(zhì)系數(shù)測定的操作(1)

建議：第一次：空氣6m3/h,氨氣0.15m3/h

第二次：空氣10m3/h,氨氣0.25m3/h1、確定氨氣流量。五、操作要點—總傳質(zhì)系數(shù)測定的操作(1)3、流量調(diào)節(jié)及參數(shù)測定：空氣流量水流量氨流量參數(shù)見原始數(shù)據(jù)記錄表。兩次水流量均為30l/h

2、氨氣系統(tǒng)的開動：鋼瓶上氨氣減壓閥的使用。氨氣減壓閥氨氣鋼瓶五、操作要點—總傳質(zhì)系數(shù)測定的操作（2）

3、流量調(diào)節(jié)及參數(shù)測定：兩次水流量均為30l/h2、氨

1、啟動鼓風機前，務必將空氣流量調(diào)節(jié)閥2全開。同理，實驗完畢要停機時，也要將此閥全開。（為什么？）

2、測定干填料壓強降時，塔內(nèi)填料務必事先潤濕一遍。（為什么？）

3、做傳質(zhì)實驗時，水流量不能超過40L／h，否則尾氣的氨濃度極低，給尾氣分析帶來麻煩。

4、兩次傳質(zhì)實驗所用的進氣氨濃度必需一樣。五、操作要點（注意點）1、啟動鼓風機前，務必將空氣流量調(diào)節(jié)閥2全開。同理，實驗六、尾氣、塔底吸收液濃度分析方法1、塔頂尾氣濃度分析方法:（1）量氣管水面刻度調(diào)零。（2）向吸收瓶中加5mL濃度為0.005Ｍ左右的硫酸、加1─2滴甲基橙指示液。（3）將水準瓶放在下層架子上，緩慢地旋轉(zhuǎn)旋塞，讓塔頂尾氣通過吸收瓶。六、尾氣、塔底吸收液濃度分析方法1、塔頂尾氣濃度分析方法:（尾氣濃度測定方法（4）觀察瓶內(nèi)液體的顏色變化,中和反應達到終點時立即關閉旋塞,讀取量氣管內(nèi)空氣的體積。若一個量氣管的量程不夠，則啟用另一個量氣管，讓尾氣繼續(xù)通過吸收瓶。尾氣濃度測定方法（4）觀察瓶內(nèi)液體的顏色變化,中和反應達塔底吸收液濃度的分析方法

2．塔底吸收液的分析方法

1）用三角瓶接取塔底吸收液樣品,約150mL并加蓋。（為什么要加蓋？）

2）用移液管取塔底吸收液10mL置于另一個三角瓶中,加入2滴甲基橙指示劑（顏色如圖1）。

3）滴定三角瓶中的塔底吸收液至終點（顏色如圖2所示）。圖1圖2塔底吸收液濃度的分析方法2．塔底吸收液的分析方法2）用七、實驗報告要求報告在實驗結(jié)束一周內(nèi)交。

上述部分材料以及所需的對數(shù)坐標紙可從教師提供的材料中下載。七、實驗報告要求報告在實驗結(jié)束一周內(nèi)交。實驗報告要求傳質(zhì)部分的實驗結(jié)果與討論要求先從理論上用公式分析：若吸收實驗中其他條件不變而入塔氣量適當增加時,則、、、、、如何變化？對兩次傳質(zhì)實驗的、和值進行分析比較(例如與理論分析是否相符等)討論；以及對物料衡算的結(jié)果進行分析討論。實驗報告要求傳質(zhì)部分的實驗結(jié)果與討論要求八、實驗方案設計格式實驗名稱：吸收實驗實驗小組成員：方案設計時間：一.實驗方案設計思路二.實驗所需儀器、設