吸收實(shí)驗(yàn)20120904(化制).ppt

1、化工原理實(shí)驗(yàn),福州大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)室 二一二年九月修訂,吸收實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)五吸收實(shí)驗(yàn),福州大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)室,一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 三 實(shí)驗(yàn)原理 四 實(shí)驗(yàn)流程,五 操作要點(diǎn) 六 濃度分析 七 報(bào)告要求 八 方案設(shè)計(jì),吸收實(shí)驗(yàn)裝置,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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(cè)定方法。 通過實(shí)驗(yàn)了解 曲線和 對(duì)工程設(shè)計(jì)的重要意義。 學(xué)會(huì)分析操作條件變化對(duì)塔性能的影響。,二、實(shí)驗(yàn)任務(wù),完成流體力學(xué)性能及傳質(zhì)性能的測(cè)定,塔的傳質(zhì)能力 （NOG 和 ） 傳質(zhì)效率 （HOG 和 ）,噴淋量 L=40 l/h （濕塔） 流體力學(xué)性能,噴淋量 L=0 l/h （干塔） 流體

2、力學(xué)性能,三、實(shí)驗(yàn)原理 填料塔流體力學(xué)特性,測(cè)定填料塔的壓降和液泛氣速是為了計(jì)算填料塔所需動(dòng)力消耗和確定填料塔的適宜操作范圍，選擇合適的氣液負(fù)荷。 氣體通過干填料層時(shí)，流體流動(dòng)引起的壓降和湍流流動(dòng)引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中以對(duì) 作圖,得到一條斜率為1.82的直線，如下頁圖所示。 當(dāng)有噴淋量時(shí)，隨著氣速的增加，塔內(nèi)的持液量也開始增大，漸漸會(huì)出現(xiàn)載點(diǎn)和液泛點(diǎn)。 出現(xiàn)液泛點(diǎn)后，塔內(nèi)液體返混和氣體的液沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，傳質(zhì)效果極差。,三、實(shí)驗(yàn)原理 填料塔流體力學(xué)特性,恒持液區(qū),攔液,噴淋密度,載液區(qū),三、實(shí)驗(yàn)原理 填料塔流體力學(xué)特性,（2）空氣的空塔氣速 式中：空塔氣速， m3/(m2s)即

3、m/s ； 操作條件下空氣的流量，m3/h； 塔的直徑，m。（其它符號(hào)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),三、實(shí)驗(yàn)原理 傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的測(cè)定,1、傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效率的主要計(jì)算公式,三、實(shí)驗(yàn)原理,2、相關(guān)計(jì)算公式,相關(guān)計(jì)算公式,符號(hào)說明詳見實(shí)驗(yàn)教材,四、實(shí)驗(yàn)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(jì),水、氨氣流量計(jì),空氣、吸收液溫度計(jì),水準(zhǔn)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,實(shí)驗(yàn)裝置背面,水流量調(diào)到50 l/h 全開空氣流量調(diào)節(jié)閥 啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī) 用調(diào)節(jié)閥慢慢加大氣速 到接近液泛之后再全開

4、調(diào)節(jié)閥 關(guān)閉供水系統(tǒng),五、操作要點(diǎn)填料塔流體力學(xué)測(cè)定操作（1）,1、干填料層 關(guān)系曲線： 1）潤(rùn)濕填料,若不潤(rùn)濕會(huì)怎么樣？,用空氣和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為什么全開,五、操作要點(diǎn)填料塔流體力學(xué)測(cè)定操作（1）,2）參數(shù)測(cè)定。 空氣流量 從小到大 建議空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)的讀數(shù)分別取 5、7、9、11、13、15、17、19、21共9個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。 空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)的讀數(shù) 對(duì)應(yīng)空氣流量的壓強(qiáng)降 空氣流量計(jì)處空氣溫度 填料層的壓降,五、操作要點(diǎn)填料塔流體力學(xué)測(cè)定操作（2）,2、測(cè)定某噴淋量下填料層關(guān)系曲線： 將水噴淋量調(diào)節(jié)為40Lh，其它方法同上。 切不可使氣速過分超過泛點(diǎn)。出現(xiàn)液泛現(xiàn)象時(shí)，仍需繼續(xù)測(cè)三組數(shù)據(jù)。 建議空氣

5、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的讀數(shù)按4、5、6的順序遞增，接近液泛時(shí)，進(jìn)塔氣體量可緩慢增加，比如按0.5來遞增 。,1、確定氨氣流量。 混合氣體中氨組分為0.02-0.03左右摩爾比。 兩次吸收實(shí)驗(yàn)的混合氣體中氨組分濃度應(yīng)一致。,五、操作要點(diǎn)總傳質(zhì)系數(shù)測(cè)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/h,3、流量調(diào)節(jié)及參數(shù)測(cè)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(dòng)：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(diǎn)總傳質(zhì)系數(shù)測(cè)定的操作（2）,1、啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)前，務(wù)必將空氣流量調(diào)節(jié)閥

6、2全開。同理，實(shí)驗(yàn)完畢要停機(jī)時(shí)，也要將此閥全開。 （為什么？） 2、測(cè)定干填料壓強(qiáng)降時(shí)，塔內(nèi)填料務(wù)必事先潤(rùn)濕一遍。 （為什么？） 3、做傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，水流量不能超過40Lh，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(shí)驗(yàn)所用的進(jìn)氣氨濃度必需一樣。,五、操作要點(diǎn)（注意點(diǎn)）,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0.005左右的硫酸、加12滴甲基橙指示液。,（3）將水準(zhǔn)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。,尾氣濃度測(cè)定方法,（4）觀察瓶?jī)?nèi)液體的顏色變化,中和反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)立即關(guān)閉旋塞,

7、讀取量氣管內(nèi)空氣的體積。,若一個(gè)量氣管的量程不夠，則啟用另一個(gè)量氣管，讓尾氣繼續(xù)通過吸收瓶。,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(gè)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(diǎn)（顏色如圖2所示）。,圖1圖2,七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,報(bào)告在實(shí)驗(yàn)結(jié)束一周內(nèi)交。 上述部分材料以及所需的對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙可從教師提供的材料中下載。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,傳質(zhì)部分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論要求 先從理論上用公式分析：若吸收實(shí)驗(yàn)中其他條件不變而入塔氣量適當(dāng)增加時(shí),則 、 、 、 、 、 如何變化？ 對(duì)兩次傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)的 、 和值進(jìn)行分析比較(例如與理論分析是否相符等)討論；以及對(duì)物料衡算的結(jié)果進(jìn)行分析討論。,八、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)格式,實(shí)驗(yàn)名稱： 吸收實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)小組成員： 方案設(shè)計(jì)時(shí)間： 一.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路 二.實(shí)驗(yàn)所需儀器、設(shè)備 三.實(shí)驗(yàn)應(yīng)測(cè)試的參數(shù),四.實(shí)