吸收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 .吸收實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)名稱：吸收實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)習(xí)填料塔的操作；2. 測(cè)定填料塔體積吸收系數(shù)KYa.三、實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)填料吸收塔的要求，既希望它的傳質(zhì)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(duì)一臺(tái)吸收塔應(yīng)摸索它的適宜操作條件。（一）、空塔氣速與填料層壓降關(guān)系氣體通過(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。若以空塔氣速m/s為橫坐標(biāo)，單位填料層壓降mmH20/m為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪如圖2-2-7-1所示。當(dāng)液體噴淋量L0=0時(shí)，可知關(guān)系為一直線，其斜率約1.02，當(dāng)噴淋量為L(zhǎng)1時(shí)，為一折線，若噴淋量越大，折線位置越向左移動(dòng)，圖中L2L1。每

2、條折線分為三個(gè)區(qū)段，值較小時(shí)為恒持液區(qū)，關(guān)系曲線斜率與干塔的相同。值為中間時(shí)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(zhuǎn)折點(diǎn)叫截點(diǎn)A。值較大時(shí)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(zhuǎn)折點(diǎn)叫泛點(diǎn)B。在液泛區(qū)塔已無(wú)法操作。塔的最適宜操作條件是在截點(diǎn)與泛點(diǎn)之間，此時(shí)塔效率最高。圖2-2-7-1 填料塔層的關(guān)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(shí)驗(yàn)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。若氣相中氨的濃度較小，則氨溶于水后的氣液平衡關(guān)系可認(rèn)為符合亨利定律，吸收平均推動(dòng)力可用對(duì)數(shù)平均濃度差法進(jìn)行計(jì)算。其吸收速率方程可用下式表示： （1）式

3、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(duì)數(shù)平均推動(dòng)力KYa氣相體積吸收系數(shù)kmolNH3/m3h被吸收氨量的計(jì)算，對(duì)全塔進(jìn)行物料衡算（見(jiàn)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(jì)算： （4）式中：V01氨氣換算為標(biāo)態(tài)下的流量m3/hV02空氣換算為標(biāo)態(tài)下的流

4、量m3/h0.98氨氣中含純NH3分?jǐn)?shù)對(duì)氨氣： （5）式中：V1氯氣流量計(jì)上的讀數(shù)m3/hT。，P。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHgT1，P1氨氣流量計(jì)上標(biāo)明的溫度K和壓強(qiáng)mmHgT2，P2實(shí)驗(yàn)所用氨氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣的密度（=0.769kg/m3）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度（=1.293kg/m3）對(duì)空氣： （6）式中：V2空氣流量計(jì)讀數(shù)m3/hT。，P。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHgT3，P3空氣流量計(jì)上標(biāo)明的溫度K和壓強(qiáng)mmHgT4，P4實(shí)驗(yàn)所用空氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHgY1也可用取樣分析法確定（略）。2、Y2值分析計(jì)算在吸收瓶?jī)?nèi)注入濃度為NS的H2SO4VSml

5、，把塔頂尾氣通入吸收瓶中。設(shè)從吸收瓶出口的空氣體積為V4ml時(shí)瓶?jī)?nèi)H2SO4Vs即被NH3中和完畢，那么進(jìn)入吸收瓶的NH3體積Vo3可用下式計(jì)算： （7）通過(guò)吸收瓶空氣化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積為： （8）式中：V4通過(guò)吸收瓶空氣體積ml，由濕式氣量計(jì)讀取T。，P。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHgT5，P5通過(guò)吸收瓶后空氣的溫度K和壓強(qiáng)mmHg故塔頂氣相濃度為： （9）3、塔底X1Y*1的確定由式（2）知：，若X2=0，則得： （10）X1值亦可從塔底取氨水分析而得。設(shè)取氨水VNml，用濃度為NS的H2SO4來(lái)滴定，中和后用量為VSml，則： （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(qiáng)絕對(duì)大氣壓（atm）E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2-2-7-1t（）E（大氣壓）0.2930.5020.7780.9471.251.94或用下式計(jì)算： （13）4、塔頂?shù)腦2Y2*的確定因用水為吸收劑，故X2=0 ，所以Y2*=05、 吸收平均推動(dòng)力Ym （14）6、 吸收效率 （15）四、實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)介：吸收裝置如圖2-2-7-3所示，塔徑為110（mm），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600700（mm）（請(qǐng)自量準(zhǔn)確）。氨氣由氨瓶1頂部針形閥放出，經(jīng)減壓閥2到達(dá)緩沖缺罐3，用閥4調(diào)節(jié)流量，經(jīng)溫度

7、計(jì)23，表壓計(jì)5和流量計(jì)6分別測(cè)量溫度、壓力和流量后到達(dá)混合管?？諝饨?jīng)風(fēng)機(jī)7壓送至緩沖罐9，由旁路閥8和調(diào)節(jié)閥11調(diào)節(jié)風(fēng)量，經(jīng)溫度計(jì)23，表壓計(jì)10和流量計(jì)12分別測(cè)量溫度、壓力和流量后到達(dá)混合管與氨氣混合，后被送進(jìn)吸收塔13的下部，通過(guò)填料層縫隙向上流動(dòng)。吸收劑（水）由閥16調(diào)節(jié)，經(jīng)流量計(jì)17測(cè)定流量后從塔頂噴灑而下。在填料層內(nèi)，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(jì)23測(cè)定，塔頂表壓和填料層壓降由壓差計(jì)14和15測(cè)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(jì)

8、22計(jì)量取出空氣量。五、實(shí)驗(yàn)方法：（一）測(cè)壓降與空塔氣速步驟1、測(cè)定干塔壓降（1）打開(kāi)旁路閥8，關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥11，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)7，慢慢打開(kāi)閥11使風(fēng)量由零至最大，同時(shí)觀察壓差計(jì)15的讀數(shù)變化。（2）從流量計(jì)12的量程范圍擬定68組讀數(shù)。調(diào)節(jié)風(fēng)量由大至小，同時(shí)讀取空氣流量及塔壓降值。2、測(cè)定濕塔壓降（1）把風(fēng)量開(kāi)至最大，慢慢打開(kāi)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(jì)15的讀數(shù)變化。（2）調(diào)節(jié)風(fēng)量水量使液泛層高度2030mm左右，記下水流量及壓差計(jì)讀數(shù)。（3）保持水量不變，調(diào)節(jié)風(fēng)量由大至小，測(cè)取68組風(fēng)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(cè)吸

9、收系數(shù)步驟1、全開(kāi)旁路閥8，關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥11，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)7，慢慢打開(kāi)閥11使風(fēng)量由零至最大，同時(shí)觀察壓差計(jì)15的讀數(shù)變化。2、在吸收瓶?jī)?nèi)置入已知濃度的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(guān)閉取樣旋塞19，記下濕式氣量計(jì)原始讀數(shù)。3、將水流量計(jì)17及空氣流量計(jì)12（采用旁路調(diào)節(jié)法）調(diào)到指定讀數(shù)。4、關(guān)閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調(diào)節(jié)閥4，松開(kāi)減壓閥旋鈕，打開(kāi)氨瓶上的總閥，然后，慢慢擰緊減壓閥旋鈕把氨氣引進(jìn)緩沖罐3，待罐上壓力表讀數(shù)達(dá)0.05MP左右時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)減壓閥旋鈕，慢慢打開(kāi)調(diào)節(jié)閥4，把氨氣送進(jìn)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

10、錄各儀表讀數(shù)，同時(shí)進(jìn)行塔頂尾氣分析。6、尾氣分析方法是打開(kāi)取樣旋塞19，使尾氣成泡狀通過(guò)吸收瓶液層，至瓶?jī)?nèi)液體的紅色變淡黃色為止，即關(guān)閉旋塞，記下氣量計(jì)讀數(shù)。（8分）7、保持空氣和水流量不變，改變氨氣流量，重復(fù)上述操作一次。8、實(shí)驗(yàn)完畢，先關(guān)氨瓶上的總閥，待氨氣緩沖罐上壓力表讀數(shù)為0后，再關(guān)閉氨氣緩沖罐上的氨氣流量調(diào)節(jié)閥4，然后，全開(kāi)旁路閥8，同時(shí)關(guān)閉空氣流量調(diào)節(jié)閥11，最后停風(fēng)機(jī)和關(guān)水閥，清洗吸收瓶。1、氨瓶 2、減壓閥 3、氨緩沖罐 4、氨氣調(diào)節(jié)閥 5、氨表壓計(jì) 6、氨轉(zhuǎn)子流量計(jì) 7、葉氏風(fēng)機(jī) 8、空氣旁路閥 9、空氣緩沖罐 10、空氣表壓計(jì) 11、空氣調(diào)節(jié)閥 12、空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì) 13、吸收塔 14、塔頂表壓計(jì) 15、塔壓降壓差計(jì) 16、水調(diào)節(jié)閥 17、水轉(zhuǎn)子流量計(jì) 18、尾氣調(diào)節(jié)閥 19、取樣旋塞 20、分離水三角瓶 21、吸收瓶 22、濕式氣量計(jì) 23、溫度計(jì)圖2-2-7-3 吸收裝置流程圖六、原始數(shù)據(jù)記錄表：（見(jiàn)下頁(yè)）七、數(shù)據(jù)處理表：0.3670.3679.4609.4410.1940.1945819.30813723.3710.0380