吸收实验实验报告.doc

文档介绍：广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师一、实验名称: 吸收实验二、实验目的: 1. 学习填料塔的操作; 2. 测定填料塔体积吸收系数 K Ya. 三、实验原理: 对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。(一) 、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P 与填料特性及气、液流量大小等有关,常通过实验测定。若以空塔气速 ou [m/s] 为横坐标,单位填料层压降 Z P?[mmH 2 0/m] 为纵坐标,在双对数坐标纸上标绘如图 2-2-7-1 所示。当液体喷淋量 L 0 =0 时,可知 Z P?~ou 关系为一直线, 其斜率约 —2, 当喷淋量为 L 1时,Z P?~ou 为一折线, 若喷淋量越大, 折线位置越向左移动,图中 L 2>L 1 。每条折线分为三个区段, Z P?值较小时为恒持液区,Z P?~ou 关系曲线斜率与干塔的相同。Z P?值为中间时叫截液区,Z P?~ou 曲线斜率大于 2 ,持液区与截液区之间的转折点叫截点 A。Z P?值较大时叫液泛区, 吸收实验广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师 Z P?~ou 曲线斜率大于 10 ,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点 B 。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。图 2-2-7-1 填料塔层的 Z P?~ou 关系图图 2-2-7-2 吸收塔物料衡算(二) 、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨, 氨易溶于水, 故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示: m Ya AYHKN??????(1) 式中: N A ——被吸收的氨量[kmolNH 3 /h] ;?——塔的截面积[m 2]H ——填料层高度[m] ? Y m ——气相对数平均推动力 K Ya ——气相体积吸收系数[kmolNH 3 /m 3· h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图 2-2-7-2 ):)()( 2121XXLYYVN A????(2) 式中: V ——空气的流量[kmol 空气/h] L ——吸收剂(水)的流量[kmolH 2 0/h] Y 1 ——塔底气相浓度[kmolNH 3 /kmol 空气] Y 2 ——塔顶气相浓度[kmolNH 3 /kmol 空气] X 1,X 2 ——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH 3 /kmolH 2 0] 由式( 1 )和式( 2 )联解得: m YaYH YYVK??????)( 21 (3) 为求得 K Ya 必须先求出 Y 1、Y 2和? Y m 之值。 1、Y 1 值的计算: 02 01 198 .0V VY?(4) 式中: V 01 ——氨气换算为标态下的流量[m 3 /h] V 02 ——空气换算为标态下的流量[m 3 /h] 广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师 ——氨气中含纯 NH 3 分数对氨气: 21 2101 02 0 0101TT PPP TVV??????(5) 式中: V 1 ——氯气流量计上的读数[m 3 /h] T。,P。——标准状态下氨气的温度[K] 和压强[mmHg] T 1,P 1 ——氨气流量计上标明的温度[K] 和压强[mmHg] T 2,P 2 ——实验所用氨气的温度[K] 和压强[mmHg] 0?——标准状态下氨气的密度( = 3) 02?——标准状态下空气的密度( = 3) 对空气: 43 430 0202TT PPP TVV???(6) 式中: V 2 ——空气流量计读数[m 3 /h] T。,P。——标准状态下空气的温度[K] 和压强[mmHg] T 3,P 3 ——空气流量计上标明的温度[K] 和压强[mmHg] T 4,P 4 ——实验所用空气的温度[K] 和压强[mmHg] Y 1 也可用取样分析法确定(略)。 2、Y 2 值分析计算在吸收瓶内注入浓度为 N S的H 2 SO 4V S [ml] , 把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口的空气体积为 V 4 [ml] 时瓶内 H 2 SO 4 Vs 即被 NH 3 中和完毕, 那么进入吸收瓶的 NH 3 体积 V o3 可用下式计算: ][ 03 ml VNV SS?(7) 广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师通过吸收瓶空气化为标准状态体积为: ][ 5 50 0404 ml T PP TVV??(8)