2022年吸收實驗實驗報告

1、精選精選.精選.吸收實驗實驗名稱：吸收實驗二、實驗目的：1.學習填料塔的操作；2. 測定填料塔體積吸收系數(shù)KYa.三、實驗原理：對填料吸收塔的要求，既希望它的傳質效率高，又希望它的壓降低以省能耗。但兩者往往是矛盾的，故面對一臺吸收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，常通過實驗測定。假設以空塔氣速m/s為橫坐標，單位填料層壓降mmH20/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L0=0時，可知關系為一直線，其斜率約1.02，當噴淋量為L1時，為一折線，假設噴淋量越大，折線位置越向左移動，圖中L2L

2、1。每條折線分為三個區(qū)段，值較小時為恒持液區(qū)，關系曲線斜率與干塔的相同。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)之間的轉折點叫截點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)之間的轉折點叫泛點B。在液泛區(qū)塔已無法操作。塔的最適宜操作條件是在截點與泛點之間，此時塔效率最高。精選精選.精選.圖2-2-7-1 填料塔層的關系圖 圖2-2-7-2 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的氨，氨易溶于水，故此操作屬氣膜控制。假設氣相中氨的濃度較小，那么氨溶于水后的氣液平衡關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。其吸收速率方程可

3、用下式表示： 1式中：NA被吸收的氨量kmolNH3/h；塔的截面積m2H填料層高度mYm氣相對數(shù)平均推動力KYa氣相體積吸收系數(shù)kmolNH3/m3h精選精選.精選.被吸收氨量的計算，對全塔進行物料衡算見圖2-2-7-2： 2式中：V空氣的流量kmol空氣/hL吸收劑水的流量kmolH20/hY1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： 3為求得KYa必須先求出Y1、Y2和Ym之值。1、Y1值的計算： 4式中：V01氨氣換算為標態(tài)下的流量m3/hV02空氣換算為標態(tài)

4、下的流量m3/h0.98氨氣中含純NH3分數(shù)對氨氣： 5式中：V1氯氣流量計上的讀數(shù)m3/hT。，P。標準狀態(tài)下氨氣的溫度K和壓強mmHgT1，P1氨氣流量計上標明的溫度K和壓強mmHgT2，P2實驗所用氨氣的溫度K和壓強mmHg標準狀態(tài)下氨氣的密度=0.769kg/m3標準狀態(tài)下空氣的密度=1.293kg/m3對空氣：精選精選.精選. 6式中：V2空氣流量計讀數(shù)m3/hT。，P。標準狀態(tài)下空氣的溫度K和壓強mmHgT3，P3空氣流量計上標明的溫度K和壓強mmHgT4，P4實驗所用空氣的溫度K和壓強mmHgY1也可用取樣分析法確定略。2、Y2值分析計算在吸收瓶內注入濃度為NS的H2SO4VSm

5、l，把塔頂尾氣通入吸收瓶中。設從吸收瓶出口的空氣體積為V4ml時瓶內H2SO4Vs即被NH3中和完畢，那么進入吸收瓶的NH3體積Vo3可用下式計算： 7通過吸收瓶空氣化為標準狀態(tài)體積為： 8式中：V4通過吸收瓶空氣體積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mmHgT5，P5通過吸收瓶后空氣的溫度K和壓強mmHg故塔頂氣相濃度為： 93、塔底X1Y*1確實定由式2知：，假設X2=0，那么得： 10X1值亦可從塔底取氨水分析而得。設取氨水VNml，用濃度為NS的H2SO4來滴定，中和后用量為VSml，那么：精選精選.精選. 11又根據(jù)亨利定律知，與塔底X1成平衡的氣相濃度Y1

6、*為： 12式中：P塔底操作壓強絕對大氣壓atmE亨利系數(shù)大氣壓，可查下表取得：液相濃度5%以下的E值表2-2-7-1t01020253040E大氣壓0.2930.5020.7780.9471.251.94或用下式計算： 134、塔頂?shù)腦2Y2*確實定因用水為吸收劑，故X2=0 ，所以Y2*=0吸收平均推動力Ym 14吸收效率 15四、實驗流程簡介：吸收裝置如圖2-2-7-3所示，塔徑為110mm，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600700mm請自量準確。氨氣由氨瓶1頂部針形閥放出，經(jīng)減壓閥2到達緩沖缺罐3，用閥4調節(jié)流量，經(jīng)溫度計23，表壓計5和流量計6分別

7、測量溫度、壓力和流量后到達混合管?？諝饨?jīng)風機7壓送至緩沖罐9，由旁路閥8和調節(jié)閥11調節(jié)風量，經(jīng)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，后被送進吸收塔13的下部，通過填料層縫隙向上流動。吸收劑水由閥16調節(jié)，經(jīng)流量計17測定流量后從塔頂噴灑而下。在填料層內，下流的水滴與上流的混合氣接觸，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(jīng)吸收瓶21分析氨，氣量計22計量取出空氣量。精選精選.精選

8、.五、實驗方法：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，關閉空氣流量調節(jié)閥11，啟動風機7，慢慢翻開閥11使風量由零至最大，同時觀察壓差計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)。調節(jié)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，慢慢翻開閥16使水從塔頂噴淋而下，觀察填料層上的液泛情況及壓差計15的讀數(shù)變化。2調節(jié)風量水量使液泛層高度2030mm左右，記下水流量及壓差計讀數(shù)。3保持水量不變，調節(jié)風量由大至小，測取68組風量及塔壓降讀數(shù)。最后，讀取氣溫、水溫及填料層高度，記下塔內徑數(shù)值。二測吸收系數(shù)步驟1、全開旁路閥8，關閉空氣流量調節(jié)閥

9、11，啟動風機7，慢慢翻開閥11使風量由零至最大，同時觀察壓差計15的讀數(shù)變化。2、在吸收瓶內置入濃度的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，記下濕式氣量計原始讀數(shù)。精選精選.精選.3、將水流量計17及空氣流量計12采用旁路調節(jié)法調到指定讀數(shù)。4、關閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調節(jié)閥4，松開減壓閥旋鈕，翻開氨瓶上的總閥，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0.05MP左右時，停止轉動減壓閥旋鈕，慢慢翻開調節(jié)閥4，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

10、氣分析方法是翻開取樣旋塞19，使尾氣成泡狀通過吸收瓶液層，至瓶內液體的紅色變淡黃色為止，即關閉旋塞，記下氣量計讀數(shù)。8分7、保持空氣和水流量不變，改變氨氣流量，重復上述操作一次。8、實驗完畢，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節(jié)閥4，然后，全開旁路閥8，同時關閉空氣流量調節(jié)閥11，最后停風機和關水閥，清洗吸收瓶。1、氨瓶 2、減壓閥 3、氨緩沖罐 4、氨氣調節(jié)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、空氣調節(jié)閥 12、空氣轉子流量計 13、吸收塔 14、塔頂表壓計 精選精選.精選.15、塔壓降壓差計 16、水調節(jié)閥 17、水轉子流量計 18、尾氣調節(jié)閥 19、取樣旋塞 20、別離水三角瓶 21、吸收瓶 22、濕式氣量計 23、溫度計圖2-2-7-3 吸收裝置流程圖六、原始數(shù)據(jù)記錄表：見下頁精選精選.精選.七、數(shù)據(jù)處理表：0.3670.3679.4609.4410.1940.1945819.30813723.3710.03800.03810.00003340.00001420.003050.002041.2321.2340.00