吸收實驗實驗報告

1、吸收實驗一、實驗名稱 :吸收實驗二、實驗?zāi)康茫?、學(xué)習填料塔得操作 ;2、測定填料塔體積吸收系數(shù) K a、三、實驗原理：對填料吸收塔得要求，既希望它得傳質(zhì)效率高，又希望它得壓降低以省能耗。但兩者往往就是矛盾得，故面對一臺吸收塔應(yīng)摸索它得適宜操作條件。（ 一）、空塔氣速與填料層壓降關(guān)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(guān),常通過實驗測定。若以空塔氣速 /為橫坐標，單位填料層壓降 mmH 20為縱坐標 ,在雙 對數(shù)坐標紙上標繪如圖 -7-1 所示。當液體噴淋量 L =0 時,可知 關(guān)系為一直線， 其斜率約 1、0 ,當噴淋量為 L1時， 為一折線，若噴淋量越大，折線位置越向左

2、移動 ,圖中 L2L 1.每條折線分為三個區(qū)段，值較小時為恒持液區(qū),關(guān)系曲線斜率與干塔得相同。 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)之間得轉(zhuǎn)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)之間得轉(zhuǎn)折點叫泛 點 B 。在液泛區(qū)塔已無法操作。塔得最適宜操作條件就是在截點與泛點之間,此時塔效率最高。圖 22- 1填料塔層得 關(guān)系圖圖 22 -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得氨， 氨易溶于水， 故此操作屬氣膜控制 若氣相中氨得濃度較小，則氨溶于水后得氣液平衡關(guān)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

3、進行計算。其吸收速率方程可用下式表示 :(1)式中 :N 被吸收得氨量 ko H3/h;-塔得截面積 m H填料層高度 mY-氣相對數(shù)平均推動力KY-氣相體積吸收系數(shù) km lNH 3/mh被吸收氨量得計算，對全塔進行物料衡算(見圖 2-27-2) :(2)式中 :空氣得流量 kmol 空氣 /hL- 吸收劑 (水)得流量 moH/hY -塔底氣相濃度 k olNH /kmol 空氣 Y 塔頂氣相濃度 k lNH 3/ mol 空氣 X， 2-分別為塔底、塔頂液相濃度 kmol H 3 mol 20由式 (1)與式 (2) 聯(lián)解得：(3)為求得 KY 必須先求出 Y、Y2與 Ym之值 .1、Y

4、1 值得計算：(4)式中： V 0-氨氣換算為標態(tài)下得流量 3/hV 2空氣換算為標態(tài)下得流量3/h0、98氨氣中含純 NH3 分數(shù)對氨氣 :式中：（） 1氯氣流量計上得讀數(shù) m /T。，P。標準狀態(tài)下氨氣得溫度 K 與壓強 mHg T1,P1氨氣流量計上標明得溫度 K 與壓強 mmHg 2,P實驗所用氨氣得溫度與壓強mHg 標準狀態(tài)下氨氣得密度 （ 0。 769kg/m 3） 標準狀態(tài)下空氣得密度 （= .293 g/m3）對空氣 :式中：（ ）V空氣流量計讀數(shù) m 3/h T。,P。標準狀態(tài)下空氣得溫度 與壓強 mH T3,P空氣流量計上標明得溫度 K 與壓強 mHg4,P4實驗所用空氣得

5、溫度 K 與壓強 mmHg Y1 也可用取樣分析法確定（略 ）.、Y2 值分析計算在吸收瓶內(nèi)注入濃度為 N得 2SOSm，把塔頂尾氣通入吸收瓶中。設(shè) 從吸收瓶出口得空氣體積為 V 4 ml時瓶內(nèi) H2S4即被 NH 中與完畢 ,那么進入 吸收瓶得 NH 3 體積 V 可用下式計算 :（） 通過吸收瓶空氣化為標準狀態(tài)體積為 :式中：（8） V4-通過吸收瓶空氣體積 l, 由濕式氣量計讀取 。 ,P.-標準狀態(tài)下空氣得溫度 K與壓強 mmg 5,P5通過吸收瓶后空氣得溫度 K 與壓強 m H故塔頂氣相濃度為(9)3、塔底 1Y* 1 得確定 由式 （2）知 :,若 X2=0,則得:（10）X 值亦

6、可從塔底取氨水分析而得。設(shè)取氨水VN ml ，用濃度為 NS得 H2SO4來滴定，中與后用量為 V S ml ，則 :（11） 又根據(jù)亨利定律知 ,與塔底 成平衡得氣相濃度 Y 1*為:（1）式中：P-塔底操作壓強絕對大氣壓 （atm）E亨利系數(shù)大氣壓 ,可查下表取得 :液相濃度 %以下得 E 值表 -27 1t()E（大氣壓 ）、3、 5020、7780、 4、 51、94或用下式計算（13）4、塔頂?shù)?X22* 得確定因用水為吸收劑，故 X20 ,所以 2=05、吸收平均推動力 Y m（14）6、吸收效率（ 1 ）四、實驗流程簡介 :吸收裝置如圖 2-2-7 3所示 ,塔徑為 110（m）

7、，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 00 70（ mm） （請自量準確 ）。氨氣由氨 瓶 1 頂部針形閥放出，經(jīng)減壓閥到達緩沖缺罐3，用閥 4 調(diào)節(jié)流量，經(jīng)溫度計 23,表壓計 5 與流量計 6 分別測量溫度、壓力與流量后到達混合管?？諝饨?jīng)風機7 壓送至緩沖罐 9,由旁路閥 8 與調(diào)節(jié)閥 1 調(diào)節(jié)風量，經(jīng)溫度計 23，表壓計 0 與流量計 12 分別測量溫度、壓力與流量后到達混合管與氨氣混合，后被送進吸收塔13 得下部,通過填料層縫隙向上流動。吸收劑（水）由閥16調(diào)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(nèi)，下流得水滴與上流得混合氣接觸，氨被水吸

8、收變氨 水從塔底排出 ,氨水溫度由溫度計 23 測定，塔頂表壓與填料層壓降由壓差計 14 與 15 測定 .從塔頂排出含有微量氨得空氣成為尾氣從閥1排出大氣中 ,分析尾氣含氨量就是用旋塞 9取樣,先從三角瓶 0除去水分 ,后經(jīng)吸收瓶 1分析氨,氣量計 2計量 取出空氣量。五、實驗方法：（一）測壓降與空塔氣速步驟1、測定干塔壓降（1） 打開旁路閥 ,關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥 11,啟動風機 7，慢慢打開閥 1使風量由 零至最大，同時觀察壓差計得讀數(shù)變化。（2）從流量計 12得量程范圍擬定 68 組讀數(shù)。調(diào)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（ ）把風量開至最大 ,慢慢打開閥

9、使水從塔頂噴淋而下,觀察填料層上得液泛情況及壓差計 15 得讀數(shù)變化。（2） 調(diào)節(jié)風量水量使液泛層高度 2 m左右 ,記下水流量及壓差計讀數(shù)。（ 3）保持水量不變，調(diào)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(nèi)徑數(shù)值。（二）測吸收系數(shù)步驟1、全開旁路閥 ,關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥 ,啟動風機 7，慢慢打開閥 11 使風量 由零至最大 ,同時觀察壓差計 15 得讀數(shù)變化。2、在吸收瓶內(nèi)置入已知濃度得H 2SO1ml 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(guān)閉取樣旋塞 19,記下濕式氣量計原始讀數(shù)。3、將水流量計 1及空氣流量計 1

10、 （采用旁路調(diào)節(jié)法 ）調(diào)到指定讀數(shù)。4、關(guān)閉氨氣緩沖罐上得氨氣流量調(diào)節(jié)閥 4,松開減壓閥旋鈕，打開氨瓶上得總 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、 05MP 左右時 ,停止轉(zhuǎn)動減壓閥旋鈕，慢慢打開調(diào)節(jié)閥4，把氨氣送進混合管。、待塔得操作穩(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、尾氣分析方法就是打開取樣旋塞19,使尾氣成泡狀通過吸收瓶液層，至瓶內(nèi)液體得紅色變淡黃色為止 ,即關(guān)閉旋塞 ,記下氣量計讀數(shù)。 （分 ）7、保持空氣與水流量不變 ,改變氨氣流量 ,重復(fù)上述操作一次。8、實驗完畢，先關(guān)氨瓶上得總閥 ,待氨氣緩

11、沖罐上壓力表讀數(shù)為0 后，再關(guān)閉8、空氣旁路閥9、空氣緩沖罐 0、空氣表壓、氨轉(zhuǎn)子流量計 7、葉氏風機氨氣緩沖罐上得氨氣流量調(diào)節(jié)閥4,然后，全開旁路閥 8，同時關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥11、空氣調(diào)節(jié)閥12、空氣轉(zhuǎn)子流量計15、塔壓降壓差計 6、水調(diào)節(jié)閥19、取樣旋塞 0、分離水三角瓶23、溫度計圖- 7-313 、吸收塔14、塔頂表壓計17、水轉(zhuǎn)子流量計18 、尾氣調(diào)節(jié)閥21、吸收瓶2、濕式氣量計吸收裝置流程圖六、原始數(shù)據(jù)記錄表：（見下頁 ）七、數(shù)據(jù)處理表：0、670、9、469、1、1940、194519、30813723、 710、38、0810、00340、0001420、 0300、00041、321、30、01930、001280、0510、004699、9%、 96301、 2854、12、090、0170八、舉例計算：以第一組數(shù)據(jù)為例計算 :T002P1P22731.293 760 783V01 V1 0 02 1 2 0.3 0.367 01 1 P001T1T27600.769 293 295因、，所以因、,所以X1V(Y1 Y2)0.446 0.0380 0.0000334 0.00305L 1 25.556又, 所以Ym(Y1 Y1 ) Y2 0