化工原理實驗下：吸收實驗511

吸收實驗

主講:黃振華華東理工大學(xué)化工原理實驗2012.04吸收實驗一、吸收的應(yīng)用背景二、原理三、過程研究與開發(fā)四、工業(yè)化過程實施五、吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定1.原理2.設(shè)備條件測試技術(shù)分析手段數(shù)據(jù)處理3.吸收實驗系統(tǒng)4.設(shè)備條件5.吸收操作6.實驗布點六.吸收過程分析與判定<<吸收單元操作過程中涉及的名詞>>氣體混合物組分x1x2

溶劑溶質(zhì)有害成分有用成分目標產(chǎn)品過程推動力△ym

傳質(zhì)速率NA氣相G液相L相間接觸面積a氣液相平衡亨利定律Pe=Ex溶解度選擇性吸收塔氣液傳質(zhì)設(shè)備塔板(篩板浮閥泡罩導(dǎo)向浮閥)散堆整砌填料(拉西環(huán)階梯環(huán)鮑爾環(huán)鞍形環(huán)矩鞍環(huán)絲網(wǎng)板波紋)風(fēng)機壓縮機輸液泵

一、吸收的應(yīng)用背景1.回收或捕獲有用成分,制取產(chǎn)品.2.除去有害物質(zhì),凈化氣體.二、原理

選擇某種溶劑,利用氣體混合物中各組分在溶劑中的溶解度(g溶質(zhì)

/100g溶劑)的不同,來加以分離.y=mxpe=Ex三、過程研究與開發(fā)1.過程分析—氣體組成組分性質(zhì).2.選擇合適的溶劑(溶解度大—需吸收的溶質(zhì)溶解度小—氣體中其他組分溶解度的溫度效應(yīng)大—有利吸收-解吸低的溶劑蒸氣壓化學(xué)穩(wěn)定性好低粘度低毒價廉易得)

上述條件無法全部滿足,綜合考慮優(yōu)化處理.實驗室研究:P-T-x關(guān)系,即平衡關(guān)系.3.選擇合適的氣液接觸元件:級式(板式)微分式(填料)四、工業(yè)化過程實施根據(jù)分離要求與分離難度,選定氣液傳質(zhì)設(shè)備,確定理論板數(shù)\氣液比\

工藝指標(壓力\溫度\回收率),選擇輔助設(shè)備—氣體及液體輸送設(shè)備.五、吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定

1.原理

NA=KyaVp△ymKya氣相總?cè)莘e吸收傳質(zhì)系數(shù),mol/m3h

a填料的有效比表面積,m2/m3

△ym

塔頂與塔底氣相平均推動力

△Vp

填料層的堆積體積,m3

NA

吸收傳質(zhì)速率,mol/h3.吸收實驗系統(tǒng)清水吸收空氣中丙酮氣體4.設(shè)備條件—填料塔拉西環(huán)氣體進\出口液體進\出口液體分布器л形出口測試技術(shù)—吸收劑進出口溫度測量t1t2—熱點阻溫度計(半導(dǎo)體溫度計)氣體進口壓力(彈簧管壓力表)氣體及液體的流量(轉(zhuǎn)子流量計)分析手段:進出口氣體—氣相色譜;液體進口濃度x=0;液體出口濃度—物料衡算.數(shù)據(jù)處理:2種數(shù)據(jù)處理方式:低濃度\高濃度以低濃度為例:實驗實測:GLy1y2xG—空氣的體積流量,L/hL---液體的體積流量,L/hy1y2=c*nc—氣相色譜儀常數(shù)n—色譜儀記錄紙上的單元格數(shù)y1y2—氣體混合物中丙酮的濃度NA=Gj(y1-y2)mol/hG1=G(P0T/PT0)1/2L/hG2=PG1/RTmol/hGj=G1/(1-y1)mol(混合物)/h

△ym=(△y1-y2)/ln(△y1/△y2)△y1=y1-y1*=y1-mx1△y2=y2-y2*=y2-mx2=y2

m=f(t,x)x1=Gj(y1-y2)/L

Vp=3.14D2H/4.5.吸收操作(3要素：L,T,X2)a.先通水后通氣;b.控制氣體壓力(壓力定值器):0.02Mp;c.溫度計校正;d.先取出口氣體,后取進口氣體;e.取樣器—50ml針筒;

用樣品洗滌3次;

取樣量:30ml:

取樣時間:3-5秒.6.實驗布點:實驗訓(xùn)練吸收操作的三要素----吸收劑的流量\溫度\進口濃度(條件不許可);及操作訓(xùn)練處理量的變化.G(L/h)L(L/h)t1(℃)14002常溫

24004常溫

36004常溫

4600435注:實驗1與2:改變液流量;

實驗2與3:改變氣流量;

實驗3與4:改變溫度;

六.吸收過程分析與判定L提高—Kya提高—液膜控制G提高—Kya提高—液膜控制若6.實驗布點:實驗訓(xùn)練吸收操作的三要素----吸收劑的流量\溫度\進口濃度(條件不許可);及操作訓(xùn)練處理量的變化.G(L/h)L(L/h)t1(℃)14002常溫

24004常溫

36004常溫

4600435

注:實驗1與2:改變液流量;

實驗2與3:改變氣流量;

實驗3與4:改變溫度;六.吸收過程分析與判定L提高—Kya提高—液膜控制G提高—