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本文格式為Word版下載后可任意編輯和復(fù)制第第頁化工原理吸收塔實驗報告
試驗報告
課程名稱:過程工程原理試驗(乙)指導(dǎo)老師:葉向群成果:__________________試驗名稱:汲取試驗試驗類型:工程試驗同組同學(xué)姓名:一、試驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、試驗?nèi)容和原理(必填)三、主要儀器設(shè)備(必填)四、操作方法和試驗步驟五、試驗數(shù)據(jù)記錄和處理六、試驗結(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?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試驗裝置:
2.1本試驗的裝置流程圖如圖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。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:
試驗中氣體流量由轉(zhuǎn)子流量計測量。但由于試驗測量條件與轉(zhuǎn)子流量計標(biāo)定條件不肯定相同,故轉(zhuǎn)子流量計的讀數(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(試驗中取塔底液相溫度),K。
依據(jù)試驗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)計填料塔的重要依據(jù)。本試驗屬于低濃氣體汲取,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)子流量計測取得空氣和氨氣的體積流量和實際測量狀態(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,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計量。為使所取尾氣能反映塔內(nèi)實際狀況,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讀取,并測定溫度
mol式中:—尾氣通過濕式流量計時的壓力(由室內(nèi)大氣壓代替),Pa;—通過濕式流量計的空氣量,l;—通過濕式流量計的空氣溫度,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)液泛時空氣轉(zhuǎn)子流
量計的讀數(shù),來選擇合適的空氣流量,本試驗要求在兩至三個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。在試驗過程中,尤其是測量時,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:本次試驗,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試驗數(shù)據(jù)處理
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