化工原理吸收塔實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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試驗(yàn)報(bào)告

課程名稱：過程工程原理試驗(yàn)（乙）指導(dǎo)老師：葉向群成果：__________________試驗(yàn)名稱：汲取試驗(yàn)試驗(yàn)類型：工程試驗(yàn)同組同學(xué)姓名：一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、試?yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和試驗(yàn)步驟五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、試驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、爭論、心得

填料塔汲取操作及體積汲取系數(shù)測定

1試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.1了解填料汲取塔的構(gòu)造并熟識汲取塔的操作；1.2觀看填料塔的液泛現(xiàn)象，測定泛點(diǎn)空氣塔氣速；1.3測定填料層壓降ΔP與空塔氣速u的關(guān)系曲線；1.4測定含氨空氣—水系統(tǒng)的體積汲取系數(shù)Kya。

2試驗(yàn)裝置：

2.1本試驗(yàn)的裝置流程圖如圖1：

2.2物系：水—空氣—氨氣。惰性氣體由漩渦氣泵供應(yīng),氨氣由液氮鋼瓶供應(yīng)，汲取劑水采納自來水，他們的流量分別通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)。水從塔頂噴淋至調(diào)料層與自下而上的含氮空氣進(jìn)行汲取過程，溶液由塔底經(jīng)過液封管流出塔外，塔底有液相取樣口，經(jīng)汲取后的尾氣由塔頂排至室外，自塔頂引出適量尾氣，用化學(xué)分析法對其進(jìn)行組成分析。

3基本原理：

試驗(yàn)中氣體流量由轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量。但由于試驗(yàn)測量條件與轉(zhuǎn)子流量計(jì)標(biāo)定條件不肯定相同，故轉(zhuǎn)子流量計(jì)的讀數(shù)值必需進(jìn)行校正。校正方法如下：

3.2體積汲取系數(shù)的測定3.2.1相平衡常數(shù)m

對相平衡關(guān)系遵循亨利定律的物系（一般指低濃度氣體），氣液平衡關(guān)系為：

相平衡常數(shù)m與系統(tǒng)總壓P和亨利系數(shù)E的關(guān)系如下：

式中：E—亨利系數(shù)，Pa

P—系統(tǒng)總壓（試驗(yàn)中取塔內(nèi)平均壓力），Pa亨利系數(shù)E與溫度T的關(guān)系為：

lgE=11.468-1922/T式中：T—液相溫度（試驗(yàn)中取塔底液相溫度），K。

依據(jù)試驗(yàn)中所測的塔頂表壓及塔頂塔底壓差△p，即可求得塔內(nèi)平均壓力P。依據(jù)試驗(yàn)中所測的塔底液相溫度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常數(shù)m。3.2.2體積汲取常數(shù)

體積汲取常數(shù)是反映填料塔性能的主要參數(shù)之一，其值也是設(shè)計(jì)填料塔的重要依據(jù)。本試驗(yàn)屬于低濃氣體汲取，近似取Y≈y、X≈x。

3.2.3被汲取的氨氣量,可由物料衡算

(X1-X2)式中：V—惰性氣體空氣的流量，kmol/h；

—進(jìn)塔氣相的組成，比摩爾分率，kmol（A）/kmol（B）；

—出塔氣相（尾氣）的組成，比摩爾分率，kmol（A）/kmol（B）；X1—出塔液相組成，比摩爾分率，kmol（A）/kmol（B）；X2=0；

L—汲取劑水的流量，kmol/h。3.2.3.1進(jìn)塔氣相濃度的確定

式中：—氨氣的流量，kmol/h。

依據(jù)轉(zhuǎn)子流量計(jì)測取得空氣和氨氣的體積流量和實(shí)際測量狀態(tài)（壓力、溫度）。應(yīng)對其刻度流量進(jìn)行校正而得到實(shí)際體積流量，再由氣體狀態(tài)方程得到空氣和氨氣的摩爾流量，并由式（8）即可求取進(jìn)塔氣相濃度。

3.2.3.2出塔氣相（尾氣）的組成的確定

用移液管移取體積為Vaml、濃度為Mamol/l的標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液置于汲取瓶中，加入適量的水及2-3滴百里酚蘭（指示劑），將汲取瓶連接在抽樣尾氣管線上（如裝置圖）。當(dāng)汲取塔操作穩(wěn)定時(shí)，尾氣通過汲取瓶后尾氣中的氨氣被硫酸汲取，其余空氣通過濕式流量計(jì)計(jì)量。為使所取尾氣能反映塔內(nèi)實(shí)際狀況，在取樣分析前應(yīng)使取樣管尾氣保持暢通，然后轉(zhuǎn)變?nèi)ㄐ魈史较?，使尾氣通過汲取瓶。

式中：—氨氣的摩爾數(shù)，mol；—空氣的摩爾數(shù)，mol。

尾氣樣品中氨的摩爾數(shù)可用下列方式之一測得：

(i)若尾氣通入汲取瓶汲取至終點(diǎn)（瓶內(nèi)溶液顏色由黃棕色變至黃綠色），則

10-3mol

(ii)若通入汲取瓶中的尾氣已過量（瓶中溶液顏色呈藍(lán)色），可用同樣標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定至終點(diǎn)（瓶中溶液呈黃綠色）。若耗去酸量為ml,則

10-3mol尾氣樣品中空氣摩爾數(shù)的求取

尾氣樣品中的空氣量由濕式流量計(jì)讀取，并測定溫度

mol式中：—尾氣通過濕式流量計(jì)時(shí)的壓力（由室內(nèi)大氣壓代替），Pa；—通過濕式流量計(jì)的空氣量，l；—通過濕式流量計(jì)的空氣溫度，K；

R—?dú)怏w常數(shù)，R=8314N·m/(mol·K)。

由式（10）（11）可求得和，代人（9）即可得到，依據(jù)得到的和，由（7）即可得到。3.2.4對數(shù)平均濃度差

4試驗(yàn)步驟：

4.1先開啟汲取劑（水）調(diào)整閥，當(dāng)填料充分潤濕后，調(diào)整閥門使水流量掌握在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，維持恒定；4.2啟動風(fēng)機(jī)，調(diào)整風(fēng)量由小到大，觀看填料塔內(nèi)的流體力學(xué)狀況，并測取數(shù)據(jù)，依據(jù)液泛時(shí)空氣轉(zhuǎn)子流

量計(jì)的讀數(shù)，來選擇合適的空氣流量，本試驗(yàn)要求在兩至三個(gè)不同氣體流量下測定；

4.3為使進(jìn)塔氣相濃度約為5%，須依據(jù)空氣的流量來估算氨氣的流量，然后打開氨氣鋼瓶，調(diào)整閥門，使氨氣流量滿意要求；

4.4水汲取氨，在很短時(shí)間內(nèi)操作過程便達(dá)到穩(wěn)定，故應(yīng)在通氨氣之前將一切預(yù)備工作做好，在操作穩(wěn)定之后，開啟三通閥，使尾氣通入汲取瓶進(jìn)行尾氣組成分析。在試驗(yàn)過程中，尤其是測量時(shí)，要確?？諝狻睔夂退髁康姆€(wěn)定；

4.5轉(zhuǎn)變氣體流量或汲取劑（水）流量重復(fù)試驗(yàn)：本次試驗(yàn)，掌握空氣流量分別為8-8-9.6m3/h，水流量則相對應(yīng)為30-36-30l/h；

4.6試驗(yàn)完畢，關(guān)閉氨氣鋼瓶閥門、水調(diào)整閥，切斷風(fēng)機(jī)電源，洗凈分析儀器等。

5試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理